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1、第第1节电磁辐射的基本性质节电磁辐射的基本性质2022/10/25第1页，本讲稿共11页一、一、光分析法及其特点光分析法及其特点 optical analysis and its characteristics 光光分分析析法法：基基于于电电磁磁辐辐射射能能量量与与待待测测物物质质相相互互作作用用后后所所产产生生的的辐辐射射信信号号与与物物质质组组成成及及结结构构关关系系所所建建立立起起来来的的分分析析方方法；法；电磁辐射范围：射线无线电波所有范围；电磁辐射范围：射线无线电波所有范围；相相互互作作用用方方式式：发发射射、吸吸收收、反反射射、折折射射、散散射射、干干涉、衍射等；涉、衍射等；光光分
2、分析析法法在在研研究究物物质质组组成成、结结构构表表征征、表表面面分分析析等等方方面具有其他方法不可区代的地位；面具有其他方法不可区代的地位；2022/10/25第2页，本讲稿共11页三个基本过程三个基本过程：（1 1）能源提供能量；）能源提供能量；（2 2）能量与被测物之间的相互作用；）能量与被测物之间的相互作用；（3 3）产生信号。）产生信号。基本特点：基本特点：（1 1）所有光分析法均包含三个基本过程；）所有光分析法均包含三个基本过程；（2 2）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）；）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）；（3 3）涉及大量光学元器件。）涉及大量光学元
3、器件。2022/10/25第3页，本讲稿共11页二、电磁辐射的基本性质二、电磁辐射的基本性质 basic properties of electromagnetic radiation一、电磁辐射一、电磁辐射电磁波的分类：电磁波的分类：无线电波（射频）无线电波（射频）11000m微波微波 0.1100cm红外红外 0.751000m可见光可见光 400750nm紫外紫外 10400nmX射线射线 10-310nm射线射线 5140pm2022/10/25第4页，本讲稿共11页共同点共同点:它们作为横向电磁波在空间传播，在真空中它们作为横向电磁波在空间传播，在真空中的速度等于光速：的速度等于光速
4、：=c -波长波长 -频率频率 c-光在真空中的速度，约为光在真空中的速度，约为31010cm/s 不同点不同点：波长不同，频率不同，所具有的能量各不：波长不同，频率不同，所具有的能量各不相同。所以，产生各种谱线电磁波的方法也不相同相同。所以，产生各种谱线电磁波的方法也不相同例：红外光，由分子的振动和转动产生的；例：红外光，由分子的振动和转动产生的；X射线，由高速运动的电子束轰击原子内层射线，由高速运动的电子束轰击原子内层 电子产生的电子产生的。2022/10/25第5页，本讲稿共11页2022/10/25第6页，本讲稿共11页2022/10/25第7页，本讲稿共11页二、光的二象性二、光的二
5、象性光具有二象性：光具有二象性：波动性波动性，如：光的折射、衍射、偏振和如：光的折射、衍射、偏振和 干涉等干涉等微粒性微粒性，如：光电效应如：光电效应光子具有能量光子具有能量h：E=h=hc/（能量与波长关系）（能量与波长关系）光子具有动量光子具有动量h/c：p=h/c=h/（动量与波长关系）（动量与波长关系）2022/10/25第8页，本讲稿共11页三、辐射能参数三、辐射能参数周期周期(T)：正弦波中相继两个极大通过空间某：正弦波中相继两个极大通过空间某固定点所固定点所需的时间间隔称为辐射的周期。需的时间间隔称为辐射的周期。频率频率()：每秒钟内振动的次数，即：每秒钟内振动的次数，即IT，通
6、常以赫兹，通常以赫兹(Hz)表示表示取决波源，与通过的介质无关。取决波源，与通过的介质无关。波长波长()：相邻两个波峰或波谷间的距离。：相邻两个波峰或波谷间的距离。波数波数()：每厘米内波的振动次数，单位为：每厘米内波的振动次数，单位为cm-1。电子伏特（电子伏特（eV)：一个电子通过：一个电子通过1V电压降时具有的能电压降时具有的能量。量。2022/10/25第9页，本讲稿共11页四、辐射能的特性：四、辐射能的特性：(1)(1)吸收吸收 物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级；(2)(2)发射发射 将吸收的能量以光的形式释放出；(3)(3)散射散射 丁铎尔散射和分子散射；(4
7、)(4)折射折射 折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)(5)反射反射 (6)(6)干涉干涉 干涉现象；(7)(7)衍射衍射 光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8)(8)偏振偏振 只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光。2022/10/25第10页，本讲稿共11页内容选择内容选择第一节第一节 电磁辐射的基本性质电磁辐射的基本性质fundamental of optical analysis第二节第二节 原子光谱与分子光谱原子光谱与分子光谱atom spectrum and molecular spectrum第三节第三节 光分析法的分类光分析法的分类instruments for spectrometry and optical parts结束结束2022/10/25第11页，本讲稿共11页