发射光谱分析.pdf
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1、学习文档仅供参考发射光谱分析班级:物理112:白新源学号:1112110228 一光谱定性分析【实验背景】光谱 spectrum是复色光经过色散系统如棱镜、光栅分光后,被色散开的单色光按波长或频率 大小而依次排列的图案,全称为光学频谱。光谱的发现可追溯至牛顿时期,1666 年,牛顿通过棱镜将太阳光分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色,并把这种现象叫做光谱。1802 年,英国科学家握拉斯顿(Wollaston)改良了实验条件,重做了牛顿实验,发现太阳光不是一道完美无缺的彩虹,而是被一些黑线所割裂。继而 1814 年,德国光学专家,物理学家夫琅和费(Fruahnofer),光栅的发明者,他继续
2、研究了太阳光谱,他发现了太阳光谱中有700 多条黑线,并对这些黑线的相对位置进行了排列。后人为了纪念他,把太阳光谱的黑线叫做夫琅和费线。而后展开了对光谱的研究。需要特别注意的是,光谱历史上发生的最重要事件之一,1859 年 10 月,克希霍夫Kirchhoff 自和本生 Bunsen,首先将分光镜用于化学分析,他们细致研究了金属在蒸发到火焰中或放电中就会发出同样的光谱。他们指出在某矿水中的光谱中发现两条不知来源的蓝线,他们宣布发现了新的碱金属元素,这就是铯。一年以后,他们又研究了锂云母矿,根据出现了两根红色谱线而发现了新元素铷。光谱分析法自此被开创。这一时期,通过光谱分析,相继发现了许多新元素
3、。【实验目的】1.学习摄谱所使用的仪器2.了解光谱定性分析的一般方法【实验仪器】低压交流电弧发生器,NC-28 中型石英梭镜摄谱仪【实验原理】原子通常处于基态,但当受到外部激励时,可从基态跃迁到能量较高的激发态。激发态十分不稳定,在非常短的时间内便会向低能级跃迁,同时辐射光子,由于各元素原子都有其特定的能级结构,故辐射出的光子包含不同频率,这些光经光谱仪分光形成按波长排列的光谱,通过识别这些特征光谱,可确定样品中所含元素。要得到原子的发射光谱必须使样品变为汽态,并激发,最常用的是热激发,即用电弧或电火花等光源激发。得到谱线后与波长标尺铁谱进行比对,由于各元素的谱线互不相同,所以只需确定三条以上
4、谱线,就可以判断某元素的存在。一般光谱分析是利用元素的最后线作为分析线。最后线是当样品中某元素百分含量减小时,最后仍能拍摄到的一些谱线,故也是最灵敏线。学习文档仅供参考如图 1.所示。被分析样品经电弧激发形成光源,光源1 经 2,3 聚光到狭缝4,相当于新的光源射到准直镜5,经 5 反射到棱镜6,经散射、聚焦后投射到照相底板8 形成光谱。Hartman 光栏,如图2.所示。光栏上有9 借助光栏上阶梯排列的小方孔个孔截取狭缝的不同部位,可在一片底片上并列排摄9 张谱图而不需要移动底片,可减少移动带来的机械误差。图中2,5,8 号用来拍铁谱,其他用于拍样品,ab 口用于重叠拍摄。图 1.NC-28
5、 中型石英梭镜摄谱仪光路示意图1-光源2,3-聚光系统4-狭缝5-球面反射镜6-分光镜7-照相物镜8-照相底板图 2.Hartman 光栏的形状【数据记录】2 1 3 4 6 7 9 8 5 a b 7 8 6 5 4 2 3 1 文档编码:CX5N5U4S2W1 HQ10Z3L5Y5W8 ZT1J7L3S10U5文档编码:CX5N5U4S2W1 HQ10Z3L5Y5W8 ZT1J7L3S10U5文档编码:CX5N5U4S2W1 HQ10Z3L5Y5W8 ZT1J7L3S10U5文档编码:CX5N5U4S2W1 HQ10Z3L5Y5W8 ZT1J7L3S10U5文档编码:CX5N5U4S2W1
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12、U4S2W1 HQ10Z3L5Y5W8 ZT1J7L3S10U5学习文档仅供参考表 1.指定元素灵敏线波长及临近铁波长表【学习与收获】铁谱 波长标尺:为什么要以铁谱作为谱线标尺?1.除少数原子光谱外,大部分原子光谱都比较复杂,铁光谱已被人们精确测量,可作为波长Si(硅/oFe(铁)/oMn(锰)/oFe/oZn(锌/oFe/o文档编码:CX5N5U4S2W1 HQ10Z3L5Y5W8 ZT1J7L3S10U5文档编码:CX5N5U4S2W1 HQ10Z3L5Y5W8 ZT1J7L3S10U5文档编码:CX5N5U4S2W1 HQ10Z3L5Y5W8 ZT1J7L3S10U5文档编码:CX5N5
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