第一章原子发射光谱法解读
第一章、原子发射光谱法
一、选择题
1.闪耀光栅的特点之一是要使入射角α、衍射角β和闪耀角θ之间满足下列条件( )
(1) α=β(2) α=θ(3) β=θ(4) α=β=θ
2光栅公式[nλ= b(Sinα+ Sinβ)]中的b值与下列哪种因素有关？( )
(1) 闪耀角(2) 衍射角(3) 谱级(4) 刻痕数(mm-1)
3. 原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的？( )
(1) 辐射能使气态原子外层电子激发(2) 辐射能使气态原子内层电子激发
(3) 电热能使气态原子内层电子激发(4) 电热能使气态原子外层电子激发
4. 摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I——光强, N基——基态原子数,
∆S——分析线对黑度差, c——浓度, I——分析线强度, S——黑度)？( )
(1) I－N基(2) ∆S－lg c(3) I－lg c(4) S－lg N基
5. 下述哪种光谱法是基于发射原理？( )
(1) 红外光谱法(2) 荧光光度法(3) 分光光度法(4) 核磁共振波谱法
6. 当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是( )
(1) K(2) Ca(3) Zn(4) Fe
7. 以光栅作单色器的色散元件，若工艺精度好，光栅上单位距离的刻痕线数越多，则( )
(1) 光栅色散率变大，分辨率增高(2) 光栅色散率变大，分辨率降低
(3) 光栅色散率变小，分辨率降低(4) 光栅色散率变小，分辨率增高
8. 发射光谱定量分析选用的“分析线对”应是这样的一对线( )
(1) 波长不一定接近，但激发电位要相近(2) 波长要接近，激发电位可以不接近
(3) 波长和激发电位都应接近(4) 波长和激发电位都不一定接近
9. 以光栅作单色器的色散元件，光栅面上单位距离内的刻痕线越少，则( )
(1) 光谱色散率变大，分辨率增高(2) 光谱色散率变大，分辨率降低
(3) 光谱色散率变小，分辨率增高(4) 光谱色散率变小，分辨率亦降低
10. 在下列激发光源中,何种光源要求试样制成溶液？( )
(1)火焰(2)交流电弧(3)激光微探针(4)辉光放电
11. 用发射光谱进行定性分析时,作为谱线波长的比较标尺的元素是( )
(1)钠(2)碳(3)铁(4)硅
12. 基于发射原理的分析方法是( )
(1) 光电比色法(2) 荧光光度法(3) 紫外及可见分光光度法(4) 红外光谱法
13. 发射光谱法用的摄谱仪与原子荧光分光光度计相同的部件是( )
(1)光源(2)原子化器(3)单色器(4)检测器
14. 下面哪些光源要求试样为溶液, 并经喷雾成气溶胶后引入光源激发？( )
(1) 火焰(2) 辉光放电(3) 激光微探针(4) 交流电弧
15. 发射光谱分析中, 具有低干扰、高精度、高灵敏度和宽线性范围的激发光源是( )
(1) 直流电弧(2) 低压交流电弧(3) 电火花(4) 高频电感耦合等离子体
16. 电子能级差愈小, 跃迁时发射光子的( )
(1) 能量越大(2) 波长越长(3) 波数越大(4) 频率越高
17. 光量子的能量正比于辐射的( )
(1)频率(2)波长(3)传播速度(4)周期
18. 下面哪种光源, 不但能激发产生原子光谱和离子光谱, 而且许多元素的离子线强度大于原子线强度？( )
(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体
19. 下面几种常用激发光源中, 分析灵敏度最高的是( )
(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体
20. 下面几种常用的激发光源中, 最稳定的是( )
(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体
21. 连续光谱是由下列哪种情况产生的？( )
(1)炽热固体(2)受激分子(3)受激离子(4)受激原子
22. 下面几种常用的激发光源中, 分析的线性范围最大的是( )
(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体
23. 下面几种常用的激发光源中, 背景最小的是( )
(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体
24.下面几种常用的激发光源中, 激发温度最高的是( )
(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体
25. 仪器分析实验采用标准加入法进行定量分析, 它比较适合于( )
(1) 大批量试样的测定(2) 多离子组分的同时测定
(3) 简单组分单一离子的测定(4) 组成较复杂的少量试样的测定
26. 原子发射光谱仪中光源的作用是( )
(1) 提供足够能量使试样蒸发、原子化/离子化、激发(2) 提供足够能量使试样灰化
(3) 将试样中的杂质除去,消除干扰(4) 得到特定波长和强度的锐线光谱
27. 用原子发射光谱法直接分析海水中重金属元素时, 应采用的光源是( )
(1) 低压交流电弧光源(2) 直流电弧光源(3) 高压火花光源(4) I CP光源
28. 矿物中微量Ag、Cu的发射光谱定性分析应采用的光源是( )
(1) I CP光源(2) 直流电弧光源(3) 低压交流电弧光源(4) 高压火花光源
29. 几种常用光源中，产生自吸现象最小的是( )
(1) 交流电弧(2) 等离子体光源(3) 直流电弧(4) 火花光源
30. 原子光谱(发射、吸收与荧光)三种分析方法中均很严重的干扰因素是( )
(1)谱线干扰(2)背景干扰(3)杂散干扰(4)化学干扰
31. 三种原子光谱(发射、吸收与荧光)分析法在应用方面的主要共同点为( )
(1)精密度高,检出限低(2)用于测定无机元素(3)线性范围宽(4)多元素同时测定
32. 低压交流电弧光源适用发射光谱定量分析的主要原因是( )
(1) 激发温度高(2) 蒸发温度高(3) 稳定性好(4) 激发的原子线多
33. 在进行发射光谱定性分析时, 要说明有某元素存在, 必须( )
(1) 它的所有谱线均要出现,(2) 只要找到2～3条谱线,(3) 只要找到2～3条灵敏线,(4) 只要找到1条灵敏线。
二、填空题
1. 影响谱线半宽度的诸因素中，对于温度在1000～3000K, 外界气体压力约为
101325Pa 时，吸收线轮廓主要受____ 和____ 变宽的影响。其变宽的数量级为___ 。
2. 在进行光谱定性全分析时，狭缝宽度宜_____,目的是保证有一定的______，
而进行定量分析时，狭缝宽度宜_____ ，目的是保证有一定的_______ 。
3. 原子发射光谱激发源的作用是提供足够的能量使试样_______ 和_____
4. 光谱分析中有自吸现象的谱线,在试样中元素的含量增多时,自吸程度将_____.
5. 原子在高温下被激发而发射某一波长的辐射, 但周围温度较低的同种原子(包括低能级原子或基态原子)会吸收这一波长的辐射, 这种现象称为_________。
6. 对下列试样进行发射光谱分析, 应选何种光源较适宜？(1)海水中的重金属元素定量分析___(2)矿
物中微量Ag、Cu的直接定性分析___(3)金属锑中Sn、Bi的直接定性分析____
7. 发射光谱中,背景的来源有______、_______、______及光谱仪产生的______。
8. 光学分析法是建立在基础上的一类分析方法.
9. 元素光谱图中铁谱线的作用是。
10. __________和__________辐射可使原子外层电子发生跃迁
11. 第一共振线是发射光谱的最灵敏线, 它是由____跃迁至_____时产生的辐射.
三、问答题
1. 简要总结发射光谱法和原子吸收光谱法的异同点及各自的特点。
2. 光谱定量分析时为何要采用内标法？具有哪些条件的谱线对可作内标法的分析线对？
3. 在发射光谱分析法中选择内标元素和内标线时应遵循哪些基本原则？
4.发射光谱分析中常用的光源有哪几种？各种光源的特性及应用范围是什么？
5. 发射光谱定量分析内标法的基本公式是什么？并说明式中各项的含义。怎样选择内标元素与内标线。
6. 发射光谱分析常用(1) 直流电弧，(2) 低压交流电弧，(3) 高压火花作激发光源；这三种光源的激发能力顺序应该怎样? 并简要说明理由。
7. 发射光谱分析常用(1) 直流电弧，(2) 低压交流电弧，(3) 高压火花作激发光源,这三种光源对试样的蒸发能力哪一个最大？为什么？
8. 试解释下列名词: (1) 谱线半宽度(2) 记忆效应(3) 光谱通带(4) 基体效应
9. 当采用直流电弧为发射光谱激发光源时, 谱线较清晰, 背景小, 而用电火花光源时, 背景大, 为什么?
10. 分析下列试样, 应选什么光源最好?
(1)矿石的定性及半定量(2)合金中的Cu(~x％) (3)钢中的Mn(0.0x％~0.x％)
(4)污水中的Cr，Mn，Cu，Fe、Cd，Pb (10-4~0.x％)
分析下列试样, 应选何种类型的光谱仪?
(1)矿石的定性及半定量(2)高纯Y2O3中的稀土杂质(3)海水中的微量铷和铯
第一章、原子发射光谱法答案
一、选择题1. (4) 2. (4) 3. (4) 4. (2) 5. (2) 6. (4) 7. (1) 8. (3) 9. (4) 10. (1) 11. (3) 12.
(2) 13. (3) 14. (1) 15. (4) 16. (2) 17. (1) 18 (4) 19. (4) 20. (4) 21. (1) 22. (4) 23. (1) 24. (3)
25. (4) 26. (1) 27. (4) 28. (2) 29. (3) 30. (2) 31. (2) 32. (3) 33. (3)
二、填空题
1. 多普勒（热变宽）；劳伦茨（压力或碰撞）；0.00x nm。
2. 窄,分辨率,宽，照度。
3. 蒸发、激发。
4. 不会改善
5. 自吸
6. (1)高频电感耦合等离子体(2)直流电弧(3)电火花
7. 分子激发产生的带光谱炽热固体及离子电子复合时产生的连续光谱其它元素的原子或离子光谱对分析线的覆盖杂散光
8. 物质与电磁辐射互相作用
9. 元素光谱图中的铁光谱线为波长标尺，可为查找谱线时作对照用。
10. 紫外、可见
11. 第一激发态, 基态.
三、问答题
1. [答]相同点：都是原子光谱，涉及到价电子跃迁过程。
不同点∶1 能量传递的方式不同。
2 发射光谱法是通过测试元素发射的特征谱线及谱线强度来定性定量
的，而原子吸收光谱法是通过测试元素对特征单色辐射的吸收值来定量的。
特点：发射光谱法可进行定性和定量分析及多元素同时分析；原子吸收法只可进行定量分析，但准确度更高。
2. [答]因为谱线强度I不仅与元素的浓度有关，还受到许多因素的影响，采用内标法可消除操作条件变动等大部分因素带来的影响，提高准确度。
可作内标法分析线对的要求是：
(1) 两谱线的激发电位相同或接近。(2) 波长尽可能接近，无自吸。
(2) 两谱线的强度不应相差太大。(4) 两谱线应不受其它谱线干扰。
3. [答](1) 在同一系列的标准试样和分析试样中应含有相同量的内标元素。内标元素（应不含分析元素）如果是外加的，则在分析试样中该元素原有的含量必须极微或不存在。
(2) 分析元素和内标元素的挥发率必须相近，以避免分馏现象，否则发光蒸气云中原子浓度之比随激发过程而变。
(3) 分析线与内标线的激发电位和电离电位应尽量相近，这样，谱线的强度比可不受激发条件改变的影响。
(4) 分析线与内标线的波长应比较接近，强度也不应相差太大，这样可减少照相测量上引起的误差。
(5) 分析线与内标线应没有自吸现象，并且不受其它元素的干扰。
4. [答]发射光谱分析中常用的光源有：直流电弧、交流电弧和电火花三种。
直流电弧：电极温度高，分析的绝对灵敏度高，背景小，电弧温度一般可达
4000～7000K, 可激发70 种以上的元素。但弧光游移不定，重现性差，适用于做定
性分析及低含量杂质的定量分析。
交流电弧：电极温度低于直流电弧，电弧温度稍高于直流电弧，激发能力稍强
于直流电弧，灵敏度则稍低，但稳定性比直流电弧高，操作简便安全，适用于光谱定
性定量分析。
电火花：电极温度低，灵敏度低，火花温度高，可以激发难激发元素，放电稳
定性好，适用于金属及合金的定量分析及难激发元素的分析。
5. [答]lg R = lg(I分/I内)= b lg c + lg A
I分- 分析线强度b - 自吸常数A - 常数c- 待测元素浓度I内- 内标线强度
选择内标元素：被测元素与内标元素应有相近的理化性质，挥发率必须接近。内标元素可为基体或试样不含有的外加元素，且它含有的分析元素小到可以忽略。
内标线的选择：与分析线激发电位、电离电位尽量接近。二者的波长、黑度要接近，内标线没有自吸并不受其它元素影响。
6. [答](3)>(2)>(1), 因为火花温度(即激发温度)很高。
7. [答]直流电弧最大。直流电弧工作时,阴极射出的电子,在电场加速下不断轰击阳极,在阳极表面上形成一个温度极高的斑点,在碳电极上,这个斑点称为阳极斑, 由于阳极温度很高,一般都将试样置于阳极碳棒孔穴中,所以直流电弧蒸发能力最高。
8. [答]1. 在峰值吸收系数K0一半处谱线的宽度。2. 原子化器在喷入试样后改喷蒸馏水，记录仪
指针返回零点的快慢程度。3. 狭缝宽度与单色器倒线色散率的乘积。4. 由于试液的成分、浓度、溶剂等的变化，使试液粘度、密度及表面张力发生变化从而影响试液的提升量乃至原子化效率的效应。
9. [答]直流电弧激发温度较低,只能激发一些低电离电位及中等电离电位的元素,故谱线少,背景低。而电火花的激发温度较高, 还能激发出高电离电位的原子线及离子线,故出现的谱线较多, 特别是离
子与电子复合时产生的连续光谱, 造成较深的背景。
10. [答](1)直流电弧(2)电火花(3)交流电弧(4)高频电感耦合等离子体
第一章原子发射光谱法解读
第一章、原子发射光谱法 一、选择题 1.闪耀光栅的特点之一是要使入射角α、衍射角β和闪耀角θ之间满足下列条件( ) (1) α=β(2) α=θ(3) β=θ(4) α=β=θ 2光栅公式[nλ= b(Sinα+ Sinβ)]中的b值与下列哪种因素有关？( ) (1) 闪耀角(2) 衍射角(3) 谱级(4) 刻痕数(mm-1) 3. 原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的？( ) (1) 辐射能使气态原子外层电子激发(2) 辐射能使气态原子内层电子激发 (3) 电热能使气态原子内层电子激发(4) 电热能使气态原子外层电子激发 4. 摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I——光强, N基——基态原子数, ∆S——分析线对黑度差, c——浓度, I——分析线强度, S——黑度)？( ) (1) I－N基(2) ∆S－lg c(3) I－lg c(4) S－lg N基 5. 下述哪种光谱法是基于发射原理？( ) (1) 红外光谱法(2) 荧光光度法(3) 分光光度法(4) 核磁共振波谱法 6. 当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是( ) (1) K(2) Ca(3) Zn(4) Fe 7. 以光栅作单色器的色散元件，若工艺精度好，光栅上单位距离的刻痕线数越多，则( ) (1) 光栅色散率变大，分辨率增高(2) 光栅色散率变大，分辨率降低 (3) 光栅色散率变小，分辨率降低(4) 光栅色散率变小，分辨率增高 8. 发射光谱定量分析选用的“分析线对”应是这样的一对线( ) (1) 波长不一定接近，但激发电位要相近(2) 波长要接近，激发电位可以不接近 (3) 波长和激发电位都应接近(4) 波长和激发电位都不一定接近 9. 以光栅作单色器的色散元件，光栅面上单位距离内的刻痕线越少，则( ) (1) 光谱色散率变大，分辨率增高(2) 光谱色散率变大，分辨率降低 (3) 光谱色散率变小，分辨率增高(4) 光谱色散率变小，分辨率亦降低 10. 在下列激发光源中,何种光源要求试样制成溶液？( ) (1)火焰(2)交流电弧(3)激光微探针(4)辉光放电 11. 用发射光谱进行定性分析时,作为谱线波长的比较标尺的元素是( ) (1)钠(2)碳(3)铁(4)硅 12. 基于发射原理的分析方法是( ) (1) 光电比色法(2) 荧光光度法(3) 紫外及可见分光光度法(4) 红外光谱法 13. 发射光谱法用的摄谱仪与原子荧光分光光度计相同的部件是( ) (1)光源(2)原子化器(3)单色器(4)检测器 14. 下面哪些光源要求试样为溶液, 并经喷雾成气溶胶后引入光源激发？( ) (1) 火焰(2) 辉光放电(3) 激光微探针(4) 交流电弧 15. 发射光谱分析中, 具有低干扰、高精度、高灵敏度和宽线性范围的激发光源是( ) (1) 直流电弧(2) 低压交流电弧(3) 电火花(4) 高频电感耦合等离子体 16. 电子能级差愈小, 跃迁时发射光子的( ) (1) 能量越大(2) 波长越长(3) 波数越大(4) 频率越高 17. 光量子的能量正比于辐射的( ) (1)频率(2)波长(3)传播速度(4)周期 18. 下面哪种光源, 不但能激发产生原子光谱和离子光谱, 而且许多元素的离子线强度大于原子线强度？( )
原子发射光谱
原子发射光谱概述 原子发射光谱法，是利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的方法。 原子发射光谱法是光学分析法中产生与发展最早的一种。在近代各种材料的定性、定量分析中，原子发射光谱法发挥了重要作用。特别是新型光源的研制与电子技术的不断更新和应用，使原子发射光谱分析获得了新的发展，成为仪器分析 中最重要的方法之一。 （1）原子发射光谱分析的优点： ①具有多元素同时检测能力。可同时测定一个样品中的多种元素。 ②分析速度快。若利用光电直读光谱仪，可在几分钟内同时对几十种元素进行定量分析。分析试样不经化学处理，固体、液体样品都可直接测定(电弧火花法）。 ③检出限低。 一般光源可达10～0.1mg/mL， 绝对值可达1～0.01mg。 电感耦合高频等离子体原子发射光谱（ICP-AES）检出限可达ng/mL级。 ④准确度较高。一般光源相对误差约为5％~10％，ICP-AES相对误差可达l％以下。 ⑤试样消耗少。 ⑥ ICP光源校准曲线线性范围宽可达4～6个数量级。 （2）原子发射光谱分析的缺点：高含量分析的准确度较差；常见的非金属元素如氧、硫、氮、卤素等谱线在远紫外区．一般的光谱仪尚无法检测；还有一些非金属元素，如P、Se、Te等，由于其激发电位高，灵敏度较低。 原子发射光谱的产生 通常情况下，原子处于基态，在激发光作用下，原子获得足够的能量，外层电子由基态跃迁到较高的能级状态即激发态。处于激发态的原子是不稳定的，其寿命小于10-8s，外层电子就从高能级向较低能级或基态跃迁。多余能量以电磁辐射的形式发射出去，这样就得到了发射光谱。原子发射光谱是线状光谱。 谱线波长与能量的关系如下： λ= h c/（E2 — E1） 式中E2、E1分别为高能级与低能级的能量， λ为波长，h为Planck常数，c为光速。处于高能级的电子经过几个中间能级跃迁回到原能级，可产生几种不同波长的光，在光谱中形成几条谱线。一种元素可以产生不同波长的谱线，它们组成该元素的原子光谱。 不同元素的电子结构不同，其原子光谱也不同，具有明显的特征。 由于待测元素原子的能级结构不同，因此发射谱线的特征不同，据此可对样品进行定性分析； 而根据待测元素原子的浓度不同，因此发射强度不同，可实现元素的定量测定。原子发射光谱法包括了三个主要的过程: 由光源提供能量使样品蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射；
仪器分析笔记 《原子发射光谱分析》
第三章原子发射光谱分析 §3.1 光化学分析法概述 3.1.1 光化学分析法概述 1、光学分析法的分类 光学分析法分为光谱法和非光谱法两类。 ?光谱法：基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。 ?非光谱法：不涉及物质内部能级的跃迁，是基于物质与辐射相互作用时，电磁辐射只改变了传播方向、速度或某些物理性质，如折射、散射、干涉、衍射、偏振等变化的分析 方法（即测量辐射的这些性质）。属于这类分析方法的有折射法、偏振法、光散射 法、干涉法、衍射法、旋光法和圆二向色性法等。 2、电磁波谱 电磁辐射按照波长（或频率、波数、能量）大小的顺序排列就得到电磁波谱。 表3-1-1 各光谱区的光谱分析方法 3、各种光分析法简介 A、发射光谱法 ?γ射线光谱法 ?x射线荧光分析法
? 原子发射光谱分析 ? 原子荧光分析法 ? 分子荧光分析法 ? 分子磷光分析法 ? 化学发光分析 B 、吸收光谱法 ? 莫斯堡谱法 ? 紫外可见分光光度法 ? 原子吸收光谱法 ? 红外光谱法 ? 顺磁共振波谱法 ? 核磁共振波谱法 C 、散射 ? Roman 散射 4、原子发射光谱分析法的特点 ①可多元素同时检测：各元素同时发射各自的特征光谱； ②分析速度快：试样不需处理，同时对几十种元素进行定量分析(光电直读仪)； ③选择性高：各元素具有不同的特征光谱； ④检出限较低：10～0.1μg ?g -1(一般光源)；ng ?g -1(ICP ） ⑤准确度较高：5%～10% (一般光源）； <1% (ICP)； ⑥ICP-AES 性能优越：线性范围4～6数量级，可测高、中、低不同含量试样； ⑦非金属元素不能检测或灵敏度低。 3.1.2 原子光谱 与原子光谱分析法直接相关的原子光谱理论，主要指原子光谱的产生和谱线强度理论， 这就是光谱定性、定量分析的理论依据。 1、原子光谱的产生 量子力学认为，原子光谱的产生，是原子发生能级跃迁的结果，而跃迁几率的大小则影响谱线的强度，并决定了跃迁规则。 原子由激发态回到基态（或跃迁到较低能级）时，若此以光的形式放出能量，就得到了发射光谱。其谱线的波长决定于跃迁时的两个能级的能量差，即： 21hc E E E h νλ ?=-== 2、原子光谱 A 、氢原子的能级 通常把电子在稳定状态所具有的能量称为能级。原子外层有一个电子时，其能级由四个量子数决定：主量子数n 、角量子数l 、磁量子数m 和自旋量子数s m 决定。而原子外层有多个原子时，则其运动状态用总角量子数L 、总自旋量子数S 、内量子数J 来描述。 （1）总角量子数L L l =∑ ? 共有()21L +个数值，分别用S ，P ，D ，F ，……表示L =0，1，2，3……。 （2）总自旋量子数S s S m =∑ ? 共有()21S +个数值，S =0，1 2 ±，1±，……s m ±。 ? 需要指出，由于L 与S 之间存在着电子相互作用，可产生()21S +个裂分能级，这也是产生光谱 多重线的原因，通常用M 表示，称为谱线的多重性。
仪器分析
仪器分析：采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。 三高：高准确度、高精密度、高灵敏度 三微：微区、微量、微粒 三化：小型化、自动化、智能化 仪器分析的主要特点：灵敏度高，检出限低；选择性好；操作简便,分析速度快,易于实现自动化；相对误差一般较大；格一般来说比较昂贵。 仪器分析应用范围：AES、AAS、AFS技术主要用于无机金属离子的测定；ISE主要用于无机阴阳离子及生物样品的测定；极谱分析主要用于无机金属离子及药物分析；色谱分析主要用于有机物质分析；波谱分析主要用于有机物质分析及结构分析。 第一章原子发射光谱分析 光学分析法：根据物质发射、吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用来完成物质分析的仪器分析方法。 光谱法：基于测量电磁辐射的波长与强度来完成物质定性与定量分析的光学分析法。 原子光谱的产生原理：原子的核外电子一般处在基态运动，当获取足够的能量后，就会从基态跃迁到激发态，处于激发态不稳定（寿命小于10-8 s），迅速回到基态时，就要释放出多余的能量，若此能量以光的形式出现，既得到发射光谱。 谱线强度的影响因素：物质的性质（υij、Ei ），激发态和基态的统计权重，激发温度，原子数目【在一定条件下，发射光谱强度与被测物质中相关原子数目成正比。】 自吸：发光层四周的蒸汽原子一般比中心原子处于较低能级，当辐射通过这段路程时，将为其自身原子所吸收，使谱线中心强度减弱，这种现象称为自吸。严重的自吸称为自蚀。 发射光谱分析的基本依据：根据元素的特征光谱（谱线）来鉴别元素的存在【定性分析】，根据谱线的强度来测定元素的含量【定量分析】。 原子发射光谱仪的组成：激发光源、准光系统、色散系统、读出系统。 击穿电压：使电极间击穿而发生自持放电的最小电压。 自持放电：电极间的气体被击穿后，即使没有外界的电离作用，仍能继续保持电离，使放电持续。 燃烧电压：自持放电发生后，为了维持放电所必需的电压。 共振线、灵敏线、最后线及分析线:由激发态直接跃迁至基态所辐射的谱线称为【共振线】。由较低级的激发态（第一激发态）直接跃迁至基态的谱线称为【第一共振线】，一般也是元素的【最灵敏线】。当该元素在被测物质里降低到一定含量时，出现的最后一条谱线，这是【最后线】，也是【最灵敏线】。用来测量该元素的谱线称【分析线】。 激发光源：作用—对试样的蒸发和激发提供所需的能量。 类型—【直流电弧】：电极温度高，蒸发能力强；激发能力弱；背景小；稳定性差；【交流电弧】：电弧温度高，激发能力强；蒸发能力弱；背景较小；稳定性优于直流电弧；【电火花】：激发能力强；电极温度最低，蒸发能力弱；背景大；稳定性较好；仅适于分析组分均匀的样品；【电感耦合高频等离子体（ICP）】：原子化效率好；自吸效应小；没有电极污染；耗样较少；背景干扰少；检出限好、准确度高、精密度高。 准光系统：由狭缝及准光镜构成。作用是将光源辐射通过狭缝的光，经过准光镜成平行光束照射在色散元件上。 色散系统：将光源的光分开成独立的谱线。【色散率】将不同波长的光分散开的能力。【倒线色散率】：感光板上每一毫米的距离内所包含的波长数。【分辨率】指色散系统能够正确分辨出紧邻两条谱线的能力，常用两条可以分辨开的光谱线波长的平均值与其波长差之比来表
发射光谱名词解释
发射光谱名词解释 发射光谱是由原子、分子、气体等物体在某个不定性状态下，在较高温度情况下发出的光。发射光谱经过分析可以揭示出物质的本质结构，即内部粒子的构成和构造，从而有助于探究物体的性质及其组成成分。 发射光谱是一种特殊的光学现象，它揭示了物质体内粒子的构成特性，属于物理和化学联系。当激发能量达到一定程度时，粒子中的电子会由低能量状态跃升到高能量状态，而当它们从高能量状态跃回到低能量状态时，就会向外发射一些特定的光或其他电磁波，这就是发射光谱。 发射光谱的构成是一种相对复杂的状态，它不仅包含了原子或分子的素未见面的调整模式，而且有时还包含了其他的原子、分子的调整模式。发射光谱的光谱特征可以用各种颜色表示，但大多数时候只是以紫外、可见光和红外三种不同的光谱组成，它们分别揭示了不同物质体内原子或分子光谱特征的细节。 发射光谱技术是一个重要的物理学分支，早在19世纪晚期，爱因斯坦就通过发射光谱来证明宇宙存在着丰富多样的元素。在20世纪中叶，随着物理学的发展，人们提出了各种发射光谱的理论和方法，例如量子力学、微观热力学等，使发射光谱技术在实验和研究中得到了蓬勃发展。 发射光谱技术的实际应用非常广泛，它可以帮助研究人员更好地揭示物体的性质，找出其本质结构，从而制定出合理的分析和鉴别；
它也可以帮助研究人员分析物质体内电子结构，以便研究原子结构；它还可以帮助研究人员对星系和宇宙中远离地面的物质特性进行分析，从而更好地探索宇宙的本质结构和非维度的宇宙特征。 总之，发射光谱是一种特殊的光学现象，它可以帮助我们探究物体的性质及其组成成分，并且在实际应用中也发挥着重要作用。它不仅为人们理解物质体内结构、构成、性质等提供了指导，而且还有助于更好地探索宇宙的本质结构和特征。
实例解析——原子发射光谱法(AES)1
实例解析——原子发射光谱法（AES） 一、原理 气态原子吸收能量，核外电子从基态跃迁到激发态，由于电子处于能量较高的激发态，原子不稳定，经过10-8s的时间，电子就会从高能量状态返回低能量状态，下降的这部分能量以光的形式释放出来，产生一定波长的光谱。依据所发射的特征光谱的波长和强度可以进行元素的定性与定量分析。 二、适用范围 原子发射光谱法可对约70种元素（金属元素及磷、硅、砷、碳、硼等非金属元素）进行分析。在一般情况下，用于1%以下含量的组份测定，检出限可达ppm，精密度为±10%左右，线性范围约2个数量级 (1)岩矿分析 (2)冶金过程监控 (3)环境监测 (4)生化临床分析 (5)材料分析 三、特点 优点： 1、具有多元素同时分析能力 2、既可进行定性、也可进行定量分析 3、具有较高的灵敏度和选择性（ng/ml ~ pg/ml） 缺点： 不适于部分非金属元素如卤素、惰性气体元素等的分析；只能测元素浓度，不能测元素存在形态，基体效应大，需用参比试样，仪器贵，难以普及。 四、仪器 光源(融解、蒸发、解离、激发)、单色器（分光）、检测器（检测） 五、实验仪器的选择 1、光源 要求：高灵敏度检出限、工作过程稳定、无背景、耗样少、操作方便 选择ICP原因相比于直流电弧、交流电弧、火花、激光等光源 (1)温度高，感应区10000K，通道6000-8000K，且有大量大能态Ar原子存在，故 有很强的激发和电离能力，可激发难激发的元素，有离子线； (2)灵敏度高，检出限低，相对检出限可达ppb级，微量及痕量分析应用范围宽， 可达70多种； (3)稳定性好，RSD在1-2%，线性范围4-6个数量级； (4)不用电极，无电极污染； (5)背景发射和自吸效应小，抗干扰能力强。 液体进样，需用大量Ar 2、分光元件 选用棱镜或者光栅 3、检测装置 采用CCD检测器，而不用光电法PMT 优点：
原子光谱的特征与解释
原子光谱的特征与解释 导言： 原子光谱是研究原子结构和性质的重要工具之一。通过观察原子在不同能级之 间跃迁所产生的光谱线，我们可以了解原子的能级结构、电子分布以及原子的特性。本文将探讨原子光谱的特征以及其解释。 一、连续光谱 连续光谱是指光谱中没有明显的间断，呈现出连续的颜色。这种光谱通常由热 源产生，如白炽灯、太阳等。连续光谱的特点是光谱中的每个波长都有较强的强度，且波长范围广泛。连续光谱的解释是由于热源产生的光线通过原子或分子时，会与原子或分子的电子发生碰撞，使得电子的能级发生跃迁，从而产生连续的光谱。二、线状光谱 线状光谱是指光谱中出现了明显的离散线条，呈现出间断的颜色。这种光谱通 常由气体放电产生，如氢气放电管、氩气放电管等。线状光谱的特点是光谱中只有少数几个波长的强度较强，而其他波长的强度较弱甚至为零。线状光谱的解释是由于气体放电时，原子内部的电子会从低能级跃迁到高能级，然后再从高能级跃迁回低能级，这些跃迁所产生的光谱线就呈现出离散的特点。 三、原子光谱的解释 原子光谱的解释基于原子的能级结构和电子跃迁。原子的能级结构是指原子中 电子所处的不同能级，每个能级对应着一定的能量。当原子受到外界能量激发时，电子会从低能级跃迁到高能级，这个过程会吸收能量，称为吸收光谱。而当电子从高能级跃迁回低能级时，会释放出能量，产生特定波长的光，称为发射光谱。 原子光谱的特征与解释与原子内部的电子结构密切相关。以氢原子为例，氢原 子的光谱线可分为巴尔末系、帕舍尼系和布莱克曼系等。这些系列都是由电子从高
能级跃迁回基态产生的。巴尔末系是电子从第一激发态跃迁回基态产生的，帕舍尼系是电子从第二激发态跃迁回基态产生的，而布莱克曼系则是电子从第三激发态跃迁回基态产生的。 除了氢原子外，其他原子的光谱也具有类似的特征与解释。原子的光谱线的波长和强度可以通过原子的能级差和跃迁概率来解释。原子的能级差决定了光谱线的波长，而跃迁概率决定了光谱线的强度。不同原子的能级结构和电子分布不同，因此它们的光谱特征也各不相同。 结论： 原子光谱是研究原子结构和性质的重要手段。连续光谱和线状光谱是两种常见的光谱类型，其特征和解释与原子内部的能级结构和电子跃迁密切相关。通过观察和分析原子光谱，我们可以了解原子的能级结构、电子分布以及原子的特性。对于不同的原子，其光谱特征也会有所不同，这为研究原子的性质和应用提供了有力的工具。
原子发射光谱课后作业答案
仪器分析课后作业 章节第一章原子发射光谱 习题1发射光谱法的原理及仪器结构？ 解答：①原理：原子在受到热或电激发后，跃迁到激发态，在由激发态返回基态途中发出特征光谱。各种原子的特征光谱各不相同，依据特征光谱的特性进行定性、定量分析。 ②结构：原子发射光谱由三部分组成（激发光源、单色器、检测器） A．激发光源：使待测物质蒸发为气态原子，试样蒸发后再被激发形成了特征光谱。 B．单色系统：将样品中待测原子或离子的特征光经过分光后得到按波长顺序排列的光谱。 C．检测系统：将原子发射光谱记录或者检测下来。通常有目视、摄谱、光电三种方法。 习题2原子发射光谱激发效率的影响因素有哪些？ 解答：1、光源类型，比如传统的光源对样品使用量大，效率低，而电感耦合等离子体（ICP）对样品使用量小损耗低，效率高。 2、实验温度 3、载气类型 4、电流大小 习题3ICP光源的形成过程及特点？ 解答：过程:石英炬管置于高频感应线圈中，等离子工作气体持续从炬管内通过，在感应线圈上施加高频电场时，使用一个感应线圈产生电火花触发少量气体电离(或将石墨棒等半导体插入炬管内，使其在高频交变电场作用下产生焦耳热而发射热电子)，产生的带电粒子在高频交变电磁场的作用下高速运动，碰撞气体原子，使之迅速大量电离，形成“雪崩”式放电。电离了的气体在垂直于磁场
方向的截面上形成闭合环形路径的涡流，在感应线圈内形成相当于变压器的次级线圈并同相当于初级线圈的感应线圈耦合，这股高频感应电流产生的高温又将气体加热，电离，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子体焰炬。 特点:(1)ICP是无极放电，没有电极污染。 (2)具有趋肤效应（表面温度高，内部温度低）消除自吸影响。 (3)ICP的工作温度比其他光源高，有很高的灵敏度和稳定性 (5)只适用于液体或气体，不适用于固体。 (4)ICP中电子密度很高，所以碱金属的电离在ICP中不会造成很大的干扰。 (6)ICP一般以氩气作工作气体，由此产生的光谱背景干扰较少，线性范围宽。 习题4电弧、火花、ICP光源中，哪些光源适合于固体样品的定性分析？为什么？ 解答：电弧、高压火花适用于固体分析，ICP不适合。因为ICP光源需要早在气态下对样品进行激发，非气态就不能完成激发。ICP适用于液体、气体或者可以液化处理的固体的分析。 习题5标准样品与试样光谱比较法、标准铁光谱图比较法的原理及适用范围？ 解答：a.标准样品与试样光谱比较法：用标准样品谱图与试样谱图比较，特定谱线出现，该种元素就存在。 适用范围：简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。 b.标准铁光谱图比较法:以铁谱作为波长标尺，将标准铁谱与样品谱图逐一对照，那种元素谱线位置出现可见到谱线，该元素就存在。 适用范围：适用范围较广，可以同时进行多种元素的定性分析。 习题6通过ICP光源、电弧光源特点分析，说明实现准确定量应用什么公式？ 解答：I=ACb(赛伯-罗马金公式）式中：b=1没有自吸,b＜1,有自吸 习题7为什么要采用内标法？内标法的原理？ 解答：原因：由于发射光谱受到实验条件波动的影响，使得谱线强度误差较大，为了减小波动引起的这种误差，使用内标法。 原理：在待测元素中选择一条谱线作为分析线，在基体元素或在加入固定量的其他元素中选择一条作为非自吸谱线作为内标线，两条谱线构成分析线对。设分析线和内标线的强度分别为I分和I内，则:分析线和内标线的相对强度比：R=I 分/I内=a分C分b分/a内C内b内，经过变换得到：logR=log(I分/I内)=blogC+logA 说明相对强度对数的变化与分析物的浓度的对数成线性关系，于是根据图像可以计算待测物质浓度。 习题8分析讨论全谱直读光谱仪为何能够实现多元素快速检测？ 解答：采用CID阵列检测器:在28×28mm半导体芯片上，26万个感光点点
火花放电原子发射光谱分析法
火花放电原子发射光谱分析法 1 范围 本标准规定了火花放电原子发射光谱法的术语和定义、原理、仪器设备、材料、样品、取样及制样方法、测量条件的设置、定量分析方法、仪器的选择和安装条件、准确度、分析误差及其监控、安全防护。 本标准适用于火花放电原子发射光谱分析方法的应用、研究、人员培训等。 2 原理 将制备好的金属块状样品在火花光源的作用下与对电极之间发生放电，在高温和惰性气氛中产生等离子体。被测元素的原子被激发时，电子在原子内不同能级间跃迁，当由高能级向低能级跃迁时产生特征谱线。通过确定这种特征谱线的波长和强度，可对各元素进行定性和定量分析。 3 仪器设备 3.1 仪器 仪器由激发系统、光学系统、测光系统和控制系统组成，如图1所示。 图1 火花放电原子发射光谱仪器组成 3.1.1 激发系统 3.1.1.1 光源发生器 光源发生器是产生火花放电，使试样通过放电，从而蒸发、激发发光的装置。 3.1.1.2 发光部件 发光部件是使被分析样品激发并发光的部分，由火花室、样品电极和对电极组成。 火花室与光室连接，有一电极架用于装载块状样品、棒状样品和对电极。火花室的供气系统能置换分析间隙和聚焦透镜之间的空气，并为分析间隙提供所需的气体气氛。 样品电极和对电极作为一对电极使用，通过工作气体的离子使样品激发发光。 3.1.2 光学系统 光学系统的作用是将被激发样品发出的不同波长的复合光进行色散变成单色光。光学系统的主要组成包括聚焦透镜、入射狭缝系统、分光元件和出射狭缝系统。 3.1.2.1 聚焦透镜 把光源的光聚集起来，并使之射入光室的装置。一般使用单透镜成像法。 单透镜成像法是在入射狭缝的前面放置一个聚光透镜。使光源的光聚集起来，均匀照射于入射狭缝上，并在准直镜上形成光源的像。 3.1.2.2 入射狭缝系统
光谱方程解读
一、原子自发辐射的经典模型 物理模型：按简谐振动或阻尼振动规律运动的电偶极子，称为简谐振子。简谐振子模型认为，原子中的电子被与位移成正比的弹性恢复力束缚在某一平衡位置x =0（原子中的正电中心）附近振动（假设一维运动情况），当电子偏离平衡位置而具有位移时，就受到一个恢复力f =-Kx 的作用。 如果没有其它力作用在电子上，则电子运动方程为 0mx Kx += 000(),i t x t x e ωω== （1） 当运动电子具有加速度时，它将向外界发射电磁波。发射电磁波的功率为 22223 3 00()()66e e e x p c c υπεπε== （2） 上式所表示的电子能量在单位时间内的损失也可认为是辐射对电子的反作用力（或辐射 阻力）在单位时间内所作的负功，即可表示为 22 3 0()6e e e F c υυπε=- （3） 将上式在一个周期的时间间隔t2~t1内对时间积分 2 2 1 1 2230()6t t e e t t e W Fx F dt dt c υυπε===-⎰⎰ （4） 推导过程根据分部积分，得到最终结果为 2 2 1 1 223300()66t t e e e e t t e e F dt c c υυυυπεπε- =-⎰ （5） 由于选取t2~t1是一个周期时间间隔，故等式右方为零。故得到阻力的大小为 223 3 0066e e e F x c c υπεπε= = （6） 考虑到作用在电子上的辐射反作用力F ，将F 带回到公式（1）中，则电子运动方程应改写为 23 06e mx Kx x c πε+= （7） 考虑到辐射作用力比恢复力小得多，将公式（1）中得到的结果进行变形带回到公式（7） 0200(),i t x t x e x x ωω==- （8）
原子发射光谱法思考题与练习题
原子发射光谱法思考题与练习题 1. 原子发射光谱是怎样产生的？为什么各种元素的原子都有其特征的谱线？ 2. 光谱项的意义是什么？为何写出Mg285.2nm共振线的光谱项跃迁表达式？ 3. 试比较原子发射光谱中几种常用激发光源的工作原理、特性及适用范围。 4. 简述ICP光源的工作原理及其优缺点？ 5. 光谱仪的主要部件可分为几个部分？各部件的作用如何？ 6. 棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪的性能各用哪些指标表示？各性能指标的意义是什么？ 7. 比较摄谱仪及光电直读光谱仪的异同点？ 8. 分析下列试样时应选用何种激发光源？ ⑴矿石的定性、半定量分析； ⑵合金中铜的定量分析（～x%）； ⑶钢中锰的定量分析（0.0x～0.x%）； ⑷头发中各元素的定量分析； ⑸水质调查中Cr、Mn、Cu、Fe、Zn、Pb的定量分析。 9. 影响原子发射光谱的谱线强度的因素是什么？产生谱线自吸及自蚀的原因是什么？ 10. 解释下列名词： ⑴激发电位和电离电位； ⑵共振线、原子线、离子线、灵敏线、最后线； ⑶等离子体、激发光源中的三大平衡。 11. 什么是感光板的乳剂特性曲线？其直线部分的关系式如何表示？何谓反衬度、惰延量、雾翳黑度？在分析上有何意义？ 12. 光谱定量分析为何经常采用内标法？其基本公式及各项的物理意义是什么？ 13. 选择内标元素及内标线的原则是什么？说明理由。 14. 何谓基体效应？如何消除或降低其对光谱分析的影响？ 15. 计算Cu327.4nm和Na589.6nm谱线的激发电位（eV表示）。 16. 下标中列出Pb的某些分析线及激发电位，若测定水中痕量Pb应选用哪条谱线？当某试样中Pb含量为0.1%左右时，是否仍选用此谱线？说明理由。 17. 当一级光谱波长为500.0nm时，其入射角为60o，反射角（衍射角）为-40o，此光栅的刻痕数为多少条/mm？ 答案: 446条/mm。 18. 有一块光栅的宽度为5.00mm，每mm的刻痕数为720条，那么该光栅第一级光谱分辨率是多少？对波数为1000cm-1的红外线，光栅能分辨的最靠近的两条谱线的波长差为多少？ 答案: 3600；2.8nm。 19. 用（折射率对波长的变化率）的60o熔融石英棱镜和刻有1200条/mm的光栅来色散Li的460.20nm及460.30nm两条谱线。试计算 ⑴分辨率；
原子光谱解读
光谱『spectrum』 光波是由原子内部运动的电子产生的.各种物质的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的光波也不同.研究不同物质的发光和吸收光的情况，有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科一一光谱学.下面简单介绍一些关于光谱的知识. 分光镜观察光谱要用分光镜，这里我们先讲一下分光镜的构造原理.图6-18是分光镜的构造原理示意图.它是由平行光管A、三棱镜P和望远镜筒B组成的.平行光管A的前方有一个宽度可以调节的狭缝S，它位于透镜L1的焦平面①处.从狭缝射入的光线经透镜L1折射后，变成平行光线射到三棱镜P上.不同颜色的光经过三棱镜沿不同的折射方向射出，并在透镜L2后方的焦平面MN上分别会聚成不同颜色的像（谱线）.通过望远镜筒B的目镜L3，就看到了放大的光谱像.如果在MN那里放上照相底片，就可以摄下光谱的像.具有这种装置的光谱仪器叫做摄谱仪. 发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱. 发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱. 连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱（彩图6）.炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱. 例如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱. 只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱（彩图7）.明线光谱中的亮线叫 做谱线，各条谱线对应于不同波长的光.稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱.明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子光谱.观察气体的原子光谱，可以使用光谱管（图6-19），它是一支中间比较细的封闭的玻璃管，里面装有低压气体，管的两端有两个电极.把两个电极接到高压电源上，管里稀薄气体发生辉光放电，产生一定颜色的光. 观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱. 实验证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素的原子都有一定的明线光谱.彩图7就是几种元素的明线光谱.每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线. 利用原子的特征谱线可以鉴别物质和研究原子的结构. 吸收光谱高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时， 某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。例如，让弧光灯发出的 白光通过温度较低的钠气（在酒精灯的灯心上放一些食盐，食盐受热分解就会产生钠气），然后用分光镜来观察，就会看到在连续光谱的背景中有两条挨得很近的暗线（见彩图8.分光镜的分辨本领不够高时，只能看见一条暗线）.这就是 钠原子的吸收光谱.值得注意的是，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原
原子荧光光谱法
原子荧光光谱法原子荧光谱〔AFS〕是介于原子发射光谱〔AES和原子吸收光谱〔AAS之间的光谱分析技术，它的根本原理就是：基态原子〔一般蒸气状态〕吸收适宜的特定频率的辐射而被激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。 一、原子荧光光谱法原理 1．1 原子荧光的类型以及荧光猝灭 〔1〕共振荧光 当原子受到波长为入A的光能照射时，处于基态E o 〔或处于曰邻近的亚稳态E i〕的电子跃迁到激发态巳，被激发的原子由E2回到基态E o 〔或亚稳态E i〕时，它就放出波长入F的荧光。这一类荧光称为共振荧光。 〔2〕直跃线荧光 荧光辐射一般发生在二个激发态之间，处于基态E o的电子被激发到E2能级，当电子回到E i 能级时，放出直跃荧光。 〔3〕阶跃线荧光 当处于激发态E2的电子在放出荧光之前，由于受激碰撞损失局部能量而至E l回到基态时， 放出阶跃线荧光。 〔4〕热助阶跃线荧光 原子通过吸收光辐射由基态E o激发至E2能级，由于受到热能的进一步激发，电子可能跃迁 至E z相近的较高能级巳，当其E3跃迁至较低的能级E i 〔不是基态E o〕时所发射的荧光称为热助阶跃荧光。小于光源波长称为反stoke 效应。 〔5〕热助反stokes 荧光 〔略〕某一元素的荧光光谱可包括具有不同波长的数条谱线。一般来说，共振线是最灵敏的谱线。处于激发态的原子寿命是十分短暂的。当它从高能级阶跃到低能级时原子将发出荧光。 M* T M+hr 除上述以外，处于激发态的原子也可能在原子化器中与其他分子、原子或电子发生非弹性碰撞而丧 失其能量。在这种情况下，荧光将减弱或完全不产生，光猝灭有以 这种现象称为荧光的猝灭。荧 下几类型： 1) 与自由原子碰撞 M*+X=M+X
光谱分析复习和思考题
光谱分析复习和思考题
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光谱分析复习和思考题 一、光谱法基础知识 1、 光谱法定义或者原理 答:光谱法是基于物质与辐射能作用时 ，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生 的发射、吸收或散射电磁辐射的波长和强度进行分析的方法。 2、 光谱法的分类 、分子光谴* 带 状光曙、 分于峑光光if 分子越光光擔 化学岌光光猜 二、原子发射光谱 1、原子发射光谱是怎样产生的 ？为什么各种元素的原子都有其特征的谱线 答:⑴当气态原子或离子的核外层电子获取足够的能量后，就会从基态跃迁到各种激发态 , 处于各种激发态不稳定的电子 （寿命＜10-8s ）迅速回到低能态时，就要释放出能量，若以光辐射 的形式释放能量，即得到原子发射光谱。 （2）因为各种元素原子的核外电子能级不同 ,所跃 迁产生光谱线的波长也不同，所以各种元素的原子都有其特征的谱线。 2、影响原子发射光谱的谱线强度的因素是什么 ？产生谱线自吸及自蚀的原因是什么 ？ g i 旦 答：（1）谱线强度的基本公式：I i N 0-gi e KT A i h i , g o N o —单位体积的基态原子数； gi ,g 0 —激发态和基态的统计权重； E i —激发电位； K — Boltzmann 常数;T —温度/K; A i —为跃迁几率；u i 为发射谱线的频率。 主要影响因 素为统计权重、跃迁几率；激发电位、激发温度；电离度、蒸发速率常数、逸出速率常数。 （2）谱线自吸：某元素发射出的特征光由光源中心向外辐射过程中，会被处于光源边缘部 分的低能级的同种原子所吸收， 使谱线中心发射强度减弱，这种现象叫自吸。（3 ）自蚀：在自 吸严重情况下，会使谱线中心强度减弱很多，使表现为一条的谱线变成双线形状 ，这种严重的 ”原子光谭v 燥状光诣 原子収收光谱 L 原子黄光光遑1光致发光P r 萦井-可见光谱 光致发光｝
原子发射光谱习题答案解读
原子发射光谱习题 班级分数 一、选择题 1．在光栅摄谱仪中解决～区间各级谱线重叠干扰的最好方法是( 1 ) (1) 用滤光片; (2) 选用优质感光板; (3) 不用任何措施; (4) 调节狭缝宽度 2. 发射光谱分析中，应用光谱载体的主要目的是( 4 ) (1) 预富集分析试样; (2) 方便于试样的引入; (3) 稀释分析组分浓度; (4) 增加分析元素谱线强度 3. 在谱片板上发现某元素的清晰的10 级线，且隐约能发现一根9 级线，但未找到其它任何8 级线，译谱的结果是( 2 ) (1) 从灵敏线判断，不存在该元素; (2) 既有10 级线，又有9 级线，该元素必存在 (3) 未发现8 级线，因而不可能有该元素; (4) 不能确定 4. 以下哪个因素对棱镜摄谱仪与光栅摄谱仪的色散率均有影响？( 3 ) (1) 材料本身的色散率; (2) 光轴与感光板之间的夹角; (3) 暗箱物镜的焦距; (4) 光线的入射角 5. 某摄谱仪刚刚可以分辨310.0305 nm 及309.9970 nm 的两条谱线，则用该摄谱 仪可以分辨出的谱线组是( 4 ) (1) Si 251.61 ─Zn 251.58 nm; (2) Ni 337.56 ─Fe 337.57 nm (3) Mn 325.40 ─Fe 325.395 nm; (4) Cr 301.82 ─Ce 301.88 nm 6. 带光谱是由以下哪一种情况产生的? ( 2 ) (1) 炽热的固体; (2) 受激分子; (3) 受激原子; (4) 单原子离子 7. 对同一台光栅光谱仪，其一级光谱的色散率比二级光谱的色散率( 3 ) (1) 大一倍; (2) 相同; (3) 小一倍; (4) 小两倍 8. 用发射光谱进行定量分析时，乳剂特性曲线的斜率较大，说明( 3 ) (1) 惰延量大; (2) 展度大; (3) 反衬度大; (4) 反衬度小 9. 光栅公式[nλ= b(Sinα+ Sinβ)]中的b值与以下哪种因素有关？( 4 ) (1) 闪耀角(2) 衍射角(3) 谱级(4) 刻痕数(mm-1) 10. 原子发射光谱是由以下哪种跃迁产生的？( 4 ) (1) 辐射能使气态原子外层电子激发; (2) 辐射能使气态原子内层电子激发 (3) 电热能使气态原子内层电子激发; (4) 电热能使气态原子外层电子激发 11. 用摄谱法进行光谱定性全分析时应选用以下哪种条件？( 4 ) (1) 大电流，试样烧完; (2) 大电流，试样不烧完; (3) 小电流，试样烧完; (4) 先小电流，后大电流至试样烧完 12. 光电法原子发射光谱分析中谱线强度是通过以下哪种关系进行检测的〔I——光 强，I——电流，V——电压〕？( 1 ) (1) I→i→V (2) i→V→I (3) V→i→I (4) I→V→i 13. 摄谱法原子光谱定量分析是根据以下哪种关系建立的(I——光强, N基——基态原子数, ∆S——分析线对黑度差, c——浓度, I——分析线强度, S——黑度)？( 2 ) (1) I－N基(2) ∆S－lg c (3) I－lg c (4) S－lg N基 14. 当不考虑光源的影响时，以下元素中发射光谱谱线最为复杂的是( 4 ) (1) K (2) Ca (3) Zn (4) Fe
【名师讲堂】——原子发射光谱分析
【名师讲堂】——原子发射光谱分析 一、原子发射光谱的产生 原子发射光谱分析法(atomic emission spectroscopy ，AES) ：元素在受到热或电激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱，依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。 原子发射光谱分析法的特点 (1)可多元素同时检测各元素同时发射各自的特征光谱; (2)分析速度快试样不需处理，同时对几十种元素进行定量分析; (3)选择性高各元素具有不同的特征光谱; (4)检出限较低10~0.1μg.g-1(- 般光源); ng.g-1(ICP) (5)准确度较高5%~10% (一般光源) ; <1 % (ICP) ; (6) ICP-AES性能优越线性范围4~6数量级，可测高、中、低不同含量试样。 缺点:非金属元素不能检测或灵敏度低。 一、原子发射光谱的产生: 在正常状态下，元素处于基态，元素在受到热(火焰)或电(电火花)激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱(线状光谱) 。
必须明确如下几个问题： 1.原子中外层电子（称为价电子或光电子）的能量分布是量子化的，所以△E的值不是连续的，原子光谱是线光谱； 2.同一原子中，电子能级很多，有各种不同的能级跃迁，即可以发射出许多不同的辐射线。但跃迁要遵循“光谱选律”，不是任何能级之间都能发生跃迁； 3.不同元素的原子具有不同的能级构成，△E不一样，各种元素都有其特征的光谱线，从识别各元素的特征光谱线可以鉴定样品中元素的存在，这就是光谱定性分析； 4.元素特征谱线的强度与样品中该元素的含量有确定的关系，所以可通过测定谱线的强度确定元素在样品中的含量，这就是光谱定量分析。 二、原子的共振线与离子的电离线: 原子中外层电子从基态被激发到激发态后，由该激发态跃迁回基线所发射出来的辐射线，称为共振线。 由最低激发态（第一激发态）跃迁回基态所发射的辐射线，称为第一共振线，通常把第一共振线称为主共振线。第一共振线，最易发生，能量最小，一般是该元素最强的谱线。 由原子外层电子被激发到高能态后跃迁回基态或较低能态，所发
知识讲解 原子光谱
原子光谱 编稿：张金虎审稿：吴楠楠 【学习目标】 1．知道光谱、发射光谱、吸收光谱、光谱分析等概念； 2．明确光谱产生的原理及光谱分析的特点； 3．知道氢原子光谱的实验规律． 4．了解玻尔原子模型及能级的概念； 5．理解原子发射和吸收光子的频率与能级差的关系； 6．知道玻尔对氢光谱的解释以及玻尔理论的局限性． 7．了解激光产生的原理； 8．了解激光的特性； 9．了解激光在日常生活中的应用． 【要点梳理】 要点一、氢原子光谱 1．光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）成分和强度分布的记录，即光谱．用摄谱仪可以得到光谱的照片． 物质的光谱按其产生方式不同可分为两大类： （1）发射光谱——物体直接发出的光通过分光后产生的光谱．它又可分为连续光谱和明线光谱（线状光谱）． ①连续光谱一一由连续分布的一切波长的光（一切单色光）组成的光谱。炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱，如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱． ②明线光谱——只含有一些不连续的亮线的光谱．它是由游离状态的原子发射的，因此也叫原子光谱．稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱．实验证明，每种元素的原子都有一定特征的明线光谱。可以使用光谱管观察稀薄气体发光时的明线光谱．不同元素的原子产生的明线光谱是不同的，但同种元素原子产生的明线光谱是相同的，这意味着，某种物质的原子可从其明线光谱加以鉴别．因此称某种元素原子的明线光谱的谱线为这种元素原子的特征谱线． （2）吸收光谱——高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱．这种光谱的特点是在连续光谱的背景上由若干条暗线组成的．例如太阳光谱就是太阳内部发出的强光经温度较低的太阳大气层时产生的吸收光谱．实验表明，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该原子的明线光谱中的一条明线相对应．即某种原子发出的光与吸收的光的频率是特定的，因此吸收光谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线． 2．光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成，这种方法叫做光谱分析． 做光谱分析时，可以利用明线光谱，也可以利用吸收光谱．这种方法的优点是非常灵敏而且迅速．某 10－克，就可以从光谱中发现它的特征谱线将其检测出来．光谱分析在科学种元素在物质中的含量达10 技术中有广泛的应用：（1）检查物体的纯度；（2）鉴别和发现元素；（3）天文学上光谱的红移表明恒星的远离等． 3．氢原子光谱线 氢原子是自然界中最简单的原子，通过对它的光谱线的研究，可以了解原子的内部结构和性质．氢原子光谱线是最早发现、研究的光谱线．