仪器分析光学分析法导论精.ppt

1第1页，本讲稿共14页 本章要求本章要求了解电磁辐射按波长的长短排列顺序了解电磁辐射按波长的长短排列顺序了解原子光谱与分子光谱的区别了解原子光谱与分子光谱的区别了解谱线形状及变宽原因了解谱线形状及变宽原因2第2页，本讲稿共14页电磁波谱：电磁辐射按波长的长短顺序排列起来。电磁波谱：电磁辐射按波长的长短顺序排列起来。描述电磁辐射的参数有波长、频率、波数和能量。描述电磁辐射的参数有波长、频率、波数和能量。波波 长长 l l：10200nm真空（远）紫外真空（远）紫外200400nm（近）紫外（近）紫外400750nm可见光可见光0.752.5 m近红外近红外2.550 m中红外中红外501000 m远红外远红外11000mm微波微波11000m无线电波无线电波1nm=10-9m1 m=10-6m1mm=10-3m1cm=10-2m6.1 电磁辐射电磁辐射3第3页，本讲稿共14页频率频率波数波数能量能量4第4页，本讲稿共14页 5第5页，本讲稿共14页光谱可分为：线光谱、带光谱和连续光谱光谱可分为：线光谱、带光谱和连续光谱 线：产生于原子、离子线：产生于原子、离子带：产生于分子带：产生于分子连续：产生于固体颗粒连续：产生于固体颗粒线线带带连续光谱连续光谱Il l6.2 原子光谱原子光谱6第6页，本讲稿共14页1、原子光谱的产生、原子光谱的产生 发射（发射（E）：加热使电子跃迁至高能态，回到低能态时发出光子）：加热使电子跃迁至高能态，回到低能态时发出光子吸收（吸收（A）：处于低能态的电子吸收光子跃迁至高能态）：处于低能态的电子吸收光子跃迁至高能态荧光（荧光（F）：用光使电子跃迁至高能态，返回后发荧光）：用光使电子跃迁至高能态，返回后发荧光12n1n00EFAhhEn27第7页，本讲稿共14页强度强度A10：跃迁几率：跃迁几率n1：能态：能态1上的原子个数上的原子个数强度强度I、波长、波长和形状是描述光谱线的三个参数和形状是描述光谱线的三个参数8第8页，本讲稿共14页（1）描述谱线形状的参数描述谱线形状的参数线型函数，即光强度随波长变化的函数线型函数，即光强度随波长变化的函数2、谱线形状谱线形状Il半宽度：在峰高一半的宽度（半宽度：在峰高一半的宽度（）信号信号9第9页，本讲稿共14页（2）自然变宽（）自然变宽（）10-5nm1 高能态02测不准原理测不准原理1 （3）热）热(Doppler)变宽变宽（4）压力变宽压力变宽10-3nm10-3nm10第10页，本讲稿共14页正常正常自吸自吸自蚀自蚀CuCuCu火焰火焰高温高温低温低温火火焰焰中中心心高高温温中中Cu的的发发射射被被周周围围低低温温下下基基态态Cu吸吸收收，吸吸收后产生自吸或自蚀，表观上变宽收后产生自吸或自蚀，表观上变宽（5）自吸、自蚀自吸、自蚀11第11页，本讲稿共14页1、分子光谱产生分子光谱产生电子跃迁电子跃迁 分子基态，单重态分子基态，单重态S，二个电子同处于基态，二电子自旋方向相反。，二个电子同处于基态，二电子自旋方向相反。分子激发态，单重态分子激发态，单重态S，一个电子处于基态，一个电子处于，一个电子处于基态，一个电子处于高能态，二电子自旋方向相反。高能态，二电子自旋方向相反。分子激发态，三重态分子激发态，三重态T，一个电子处于基态，一个电子处于高，一个电子处于基态，一个电子处于高能态，二电子自旋方向相同。能态，二电子自旋方向相同。振动振动转动转动 二原子间距改变，即键长改变，或键长不变，键角变化二原子间距改变，即键长改变，或键长不变，键角变化键长和键角都不变，只旋转。键长和键角都不变，只旋转。内内能能平动：能量是非量子化的。平动：能量是非量子化的。分子光谱：产生内能的变化分子光谱：产生内能的变化6.3 分子光谱分子光谱12第12页，本讲稿共14页2、分子光谱形状分子光谱形状 0-0 0-1 0-2稀薄气体，振动、转动结构存在稀薄气体，振动、转动结构存在中等气体压力，振动结构中等气体压力，振动结构分子间作用力小的液体，振动结构存在分子间作用力小的液体，振动结构存在分分子子间间作作用用力力大大的的液液体体，振振动动转转动动结结构构均消失均消失13第13页，本讲稿共14页 本章要求本章要求了解电磁辐射按波长的长短排列顺序了解电磁辐射按波长的长短排列顺序了解原子光谱与分子光谱的区别了解原子光谱与分子光谱的区别了解谱线形状及变宽原因了解谱线形状及变宽原因14第14页，本讲稿共14页