光学分析法
1．光量子的能量正比于辐射的 ( Ａ )
Ａ．频率 Ｂ．波长 Ｃ．波数 Ｄ．周期
2．原子发射光谱的产生是由于 （ Ｂ）
Ａ．原子的次外层电子在不同能态间跃迁
Ｂ．原子的外层电子在不同能态间跃迁
Ｃ．原子外层电子的振动和转动
Ｄ．原子核的振动
3．在原子吸收分析中, 过大的灯电流除了产生光谱干扰外, 还使发射共振线的谱线
轮廓变宽. 这种变宽属于 ( Ｄ )
Ａ．自然变宽 Ｂ．压力变宽
Ｃ．场致变宽 Ｄ．多普勒变宽(热变宽)
4．原子吸收法测定钙时, 加入EDTA 是为了消除下述哪种物质的干扰? ( Ｂ )
Ａ．盐酸 Ｂ．磷酸 Ｃ．钠 Ｄ．镁
5．在原子吸收分析中，如灯中有连续背景发射，宜采用 ( Ｂ )
Ａ．减小狭缝 Ｂ．用纯度较高的单元素灯
Ｃ．另选测定波长 Ｄ．用化学方法分离
6．在原子吸收分析中, 有两份含某元素M 的浓度相同的溶液1 和溶液2 , 在下列哪
种情况下, 两份溶液的吸光度一样？ ( Ｃ )
Ａ．溶液2的粘度比溶液1大
Ｂ．除M 外溶液2中还含表面活性剂
Ｃ．除M 外溶液2中还含10mg/mL KCl
Ｄ．除M 外溶液2中还含1mol/L NaCl 溶液
7．下列化合物中λmax 最大的是 （ A ）
8．一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( Ｃ )
Ａ．玻璃 Ｂ．石英 Ｃ．卤化物晶体 Ｄ．有机玻璃
9．下列是原子质量数与原子序数的几种组合,使原子核的自旋角动量为零的组合是 （D ）
A ．奇数, 奇数
B ．奇数, 偶数
C ．偶数, 奇数
D ．偶数, 偶数
10．非色散型原子荧光光谱仪、原子发射光电直读光谱仪和原子吸收光谱仪的相同
部件是 ( Ａ )
Ａ．检测器 Ｂ．单色器 Ｃ．原子化器 Ｄ．光源
11．下列哪些元素于酸性介质中，在还原剂(硼氢化钠，金属锌等)的作用下、可生成易挥发
的氢化物．而进入等离子体光源进行蒸发和激发? （ B ）
A ．Fe
B ．Ge
C ．Mo
D ．W
12．在原子吸收分析法中, 被测定元素的灵敏度、准确度在很大程度上取决于( Ｃ )
Ａ．空心阴极灯 Ｂ．火焰
Ｃ．原子化系统 Ｄ．分光系统
13．在原子吸收分光光度计中，目前常用的光源是 ( Ｂ )
Ａ．火焰 Ｂ．空心阴极灯 Ｃ．氙灯 Ｄ．交流电弧
14．若原子吸收的定量方法为标准加入法时, 消除了下列哪种干扰？ ( Ｄ )
Ａ．分子吸收 Ｂ．背景吸收 Ｃ．光散射 Ｄ．基体效应
15．原子吸收光谱仪与原子发射光谱仪在结构上的不同之处是 ( Ａ )
A.CH CH 2
B.CH 2CH
C.
CH 3
H 3C D.CH 3H 3C
Ａ．原子化器Ｂ．单色器Ｃ．光电倍增管Ｄ．透镜
16．某化合物在乙醇中的λmax＝240nm，εmax＝13000L/(moL·cm)，则该UV－VIS吸收谱带的跃迁类型是（Ｃ）
Ａ．n→σ* Ｂ．n→π* Ｃ．π→π* Ｄ．σ→σ*
17．在红外光谱分析中，用KBr制作为试样池，这是因为( Ｃ) Ａ．KBr 晶体在4000～400cm-1范围内不会散射红外光
Ｂ．KBr 在4000～400 cm-1范围内有良好的红外光吸收特性
Ｃ．KBr 在4000～400 cm-1范围内无红外光吸收
Ｄ．在4000～400 cm-1范围内，KBr对红外无反射
18．化合物CHCl2CH2CCl3在1HNMR谱图上出现的数据是( D )
(b) (a)
A．2组单峰
B．3组单峰
C．2组峰: a三重峰, 高场; b三重峰, 较低场
D．2组峰: a二重峰, 高场; b三重峰, 较低场
19．在荧光光谱中, 测量时, 通常检测系统与入射光的夹角呈( Ｃ) Ａ．180°Ｂ．120°Ｃ．90°Ｄ．45°
20．下列哪个因素与平面光栅的分辨率有关?（B）
A．波长B．光栅刻线总数(N)
Ｃ．光栅常数Ｄ．光轴与感光板之间的夹角
21．已知原子吸收光谱计狭缝宽度为0.5mm 时，狭缝的光谱通带为1.3nm，所以该仪器的单色器的倒线色散率为( Ａ)
Ａ．每毫米 2.6nmＢ．每毫米0.38nm
Ｃ．每毫米26nmＤ．每毫米3.8nm
22．在电热原子吸收分析中, 多利用氘灯或塞曼效应进行背景扣除, 扣除的背景主要是( Ａ)
Ａ．原子化器中分子对共振线的吸收
Ｂ．原子化器中干扰原子对共振线的吸收
Ｃ．空心阴极灯发出的非吸收线的辐射
Ｄ．火焰发射干扰
23．在原子吸收分析的理论中, 用峰值吸收代替积分吸收的基本条件之一是( Ａ) Ａ．光源发射线的半宽度要比吸收线的半宽度小得多
Ｂ．光源发射线的半宽度要与吸收线的半宽度相当
Ｃ．吸收线的半宽度要比光源发射线的半宽度小得多
Ｄ．单色器能分辨出发射谱线, 即单色器必须有很高的分辨率
24．原子吸收分析中, 有时浓度范围合适, 光源发射线强度也很高, 测量噪音也小,但测得的校正曲线却向浓度轴弯曲, 除了其它因素外, 下列哪种情况最有可能是直接原因?
( Ｃ)
Ａ．使用的是贫燃火焰Ｂ．溶液流速太大
Ｃ．共振线附近有非吸收线发射Ｄ．试样中有干扰
25．在分光光度分析中，常出现工作曲线不过原点的情况。下列说法中不会引起这一现象的是（C）
A．测量和参比溶液所用吸收池不对称；B．参比溶液选择不当
C．显色反应的灵敏度太低D．显色反应的检测下限太高。
26．某一化合物在紫外光区270nm处有一弱吸收带，在红外光谱的官能团区有如下吸收峰；
2700cm-1~2900cm-1双峰，1725cm-1。则该化合物可能是（A）
A．醛B．酮C．羧酸D．酯
27．化合物ClCH2CH2Cl，四个质子属磁全同，其NMR图为（C ）A．两个三重峰B．五重峰C．一重峰D．四重峰
28．可以概述三种原子光谱(吸收、发射、荧光)产生机理的是( Ｃ) Ａ．能量使气态原子外层电子产生发射光谱
Ｂ．辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁
Ｃ．能量与气态原子外层电子相互作用
Ｄ．辐射能使原子内层电子产生跃迁
29．摄谱法中，感光板上的光谱，波长每10 nm的间隔距离，在用光栅单色器时是（Ｄ）Ａ．随波长减少而增大Ｂ．随波长增大而增加
Ｃ．随波长减少而减少Ｄ．几乎不随波长变化
30．原子吸收分析对光源进行调制, 主要是为了消除( Ｂ) Ａ．光源透射光的干扰Ｂ．原子化器火焰的干扰
Ｃ．背景干扰Ｄ．物理干扰
31．与火焰原子吸收法相比, 无火焰原子吸收法的重要优点为( Ｂ) Ａ．谱线干扰小Ｂ．试样用量少
Ｃ．背景干扰小Ｄ．重现性好
32．原子化器的主要作用是( Ａ) Ａ．将试样中待测元素转化为基态原子
Ｂ．将试样中待测元素转化为激发态原子
Ｃ．将试样中待测元素转化为中性分子
Ｄ．将试样中待测元素转化为离子
33．原子吸收线的劳伦茨变宽是基于( Ｂ)
Ａ．原子的热运动Ｂ．原子与其它种类气体粒子的碰撞
Ｃ．原子与同类气体粒子的碰撞Ｄ．外部电场对原子的影响
34．双波长分光光度计与单波长分光光度计的主要区别在于（D）
A．光源的种类B．检测器的个数
Ｃ．吸收他的个数D．使用的单色器的个数
35．某一化合物在紫外光区204nm处有一弱吸收带，在红外光谱的官能团区有如下吸收峰3300cm-1~2500cm-1宽而强的吸收，还有1710cm-1。该化合物可能为（C）
A．醛B．酮C．羧酸D．酯
36．用下列哪一个或几个参数可以确定分子中基团的连接关系?（D）A．化学位移B．偶合常数Ｃ．偶合裂分数D．(B)和(C)
37．下列哪个因素对棱镜摄谱仪与光栅摄谱仪的色散率均有影响？( Ｄ) Ａ．材料本身的色散率Ｂ．光轴与感光板之间的夹角
Ｃ．光线的入射角Ｄ．暗箱物镜的焦距
38．下述哪种光谱法是基于发射原理？（B）
A．红外光谱法B．荧光光度法
C．分光光度法D．核磁共振波谱法
39．原子吸收线的多普勒变宽是基于( A)
A．原子的热运动
B．原子与其它种类气体粒子的碰撞
C．原子与同类气体粒子的碰撞
D．外部电场对原子的影响
40．在原子吸收分析中, 如怀疑存在化学干扰, 例如采取下列一些补救措施,指出哪种措施是不适当的( Ｄ)
Ａ．加入释放剂Ｂ．加入保护剂
Ｃ．提高火焰温度Ｄ．改变光谱通带
41．在火焰原子吸收分析中, 分析灵敏度低, 研究发现是在火焰中有氧化物粒子形成, 于是采取下面一些措施, 指出哪种措施是不适当的( Ｄ)
Ａ．提高火焰温度Ｂ．加入保护剂
Ｃ．改变助燃比使成为富燃火焰Ｄ．预先分离干扰物质
42．在原子吸收分析中, 由于某元素含量太高, 已进行了适当的稀释, 但由于浓度高,测量结果仍偏离校正曲线, 要改变这种情况, 下列哪种方法可能是最有效的？( Ａ)
Ａ．将分析线改用非共振线Ｂ．继续稀释到能测量为止
Ｃ．改变标准系列浓度Ｄ．缩小读数标尺
43．双波长分光光度计的输出信号是（B）
A．试样吸收与参比吸收之差B．试样λ1和λ2吸收之差
Ｃ．试样在λ1和λ2吸收之和D．试样在λ1的吸收与参比在λ2的吸收之和44．某一化合物在紫外光区未见吸收带，在红外光谱的官能团区有如下吸收峰：3000 cm-1左右，1650 cm-1，则该化合物可能是（B）
A．芳香族化合物B．烯烃C．醇D．酮
45．下列试剂可用于NMR的样品处理的是（ B ）（1）四氯化碳(2)H2O （3）二硫化碳（4）CHCl3
A．（1）（4）（3）B．（1）（3）C．（3）D．全部可以
46．对原子发射光谱法比对原子荧光光谱法影响更严重的因素是( Ｄ) Ａ．粒子的浓度Ｂ．杂散光
Ｃ．化学干扰Ｄ．光谱线干扰
47．摄谱法中，感光板上的光谱，波长每10 nm的间隔距离，在用石英棱镜为单色器时（Ａ）Ａ．随波长减少而增大Ｂ．随波长增大而增加
Ｃ．随波长减少而减少Ｄ．几乎不随波长变化
48．在原子吸收光谱法分析中, 能使吸光度值增加而产生正误差的干扰因素是( Ｄ) Ａ．物理干扰Ｂ．化学干扰
Ｃ．电离干扰Ｄ．背景干扰
49．空心阴极灯内充的气体是( Ｄ)
Ａ．大量的空气Ｂ．大量的氖或氩等惰性气体
Ｃ．少量的空气Ｄ．少量的氖或氩等惰性气体
50．在石墨炉原子化器中, 应采用下列哪种气体作为保护气？ ( Ｂ ) Ａ．乙炔Ｂ．氩Ｃ．氧化亚氮Ｄ．氢
51．原子吸收分析法测定铷(Rb)时，加入1％钠盐溶液其作用是（Ｃ）Ａ．减少背景Ｂ．提高火焰温度
Ｃ．减少Rb电离Ｄ．提高Rb+的浓度
52．在紫外可见分光光度计中．用于紫外波段的光源是（C）
A．钨灯B．卤钨灯C．氘灯D．能斯特光源
53．某一化合物在紫外光区未见吸收带，在红外光谱的官能团区3400 cm-1一3200 cm-1有宽而强的吸收带，则该化合物最可能是（C）
A．羧酸B．伯胺C．醇D．醚
54．在磁场强度保持恒定，而加速电压逐渐增加的质谱仪中，试样中哪一种离子首先通过固定的收集器狭缝?（A）
A．质荷比最高的正离子B．质荷比最低的正离子
Ｃ．质量最大的正离子D．质量最小的正离子
55．下列哪一项是发射光谱分析不能解决的?（C）
A．微量及痕量元素分析B．具有高的灵敏度
C．测定元素存在状态D．选择性好，互相干扰少
56．下述哪一条是原子吸收光谱与原子荧光光谱在产生原理上的共同点?（B）A．气态基态原子外层电子对共振线的吸收
B．辐射能与气态基态原子外层电子的相互作用
Ｃ．辐射能与气态原子外层电子产生的辐射；
D．辐射能与原子内层电子产生的跃迁
57．对原子吸收分光光度分析做出重大贡献，解决了测量原子吸收的困难，建立了原子吸收光谱分析法的科学家是（C）
A．R．Bunren（本生）B．W．H．Wollarten（伍朗斯顿）
C．A．Walsh（华尔希）D．G．Kirchhoff（克希荷夫）
58．空心阴极灯中对发射线宽度影响最大的因素（Ｃ）
Ａ．阴极材料Ｂ．填充气体Ｃ．灯电流Ｄ．阳极材料
59．单道单光束型与单道双光束型原子吸收光度计的区别在于（D）
A．光源B．原于化器C．检测器D．切光器
60．用原子吸收光度法测定铷时．加入1％的钠盐溶液，其作用是（C）A．减小背景B．释放剂Ｃ．消电离剂D．提高火馅温度
61．下列含有杂原子的饱和有机化合物均有n-δ*电子跃迁。试指出四种化合物出现此吸收带的波长较长?（D）
A．甲醇B．氯仿C．一氟甲烷D．碘仿
62．傅里叶变换红外分光光度计的色散元件是（D）
A．玻璃棱镜B．石英棱镜C．卤化盐棱镜D．迈克逊干涉计
63．试指出下面哪一种说法是正确的?（D）
A．质量数最大的峰为分子离子峰
B．强度最大的峰为分子离子峰
C．质量数第二大的峰为分子离子峰
D．降低电离室的轰击能量，强度增加的峰为分子离子峰。
64．在发射光谱分析中，具有低干扰、高精度、低检测限和大线性范围的光源是（D）A．直流电弧B．低压交流电弧Ｃ．电感耦合等离子体D．高压火花65．下述哪一点可以说明原子荧光光谱与原子发射光谱在产生原理上的共同（A）A．能量使气态原子外层电子产生发射光谱
B．辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁
Ｃ．气态基态原子外层电子对共振线的吸收
D．电、热能使气态原子外层电子产生跃迁
66．双光束型原于吸收光度计不能消除的不稳定影响因素是（B）
A．光源B．原子化器C．检测器D．放大器
67．原子吸收光度法中的背景干扰表现为下述哪种形式?（D）
A．火焰中被测元素发射的谱线B．火焰中干扰元素发射的谱线
Ｃ．光源产生的非共振线D．火焰中产生的分子吸收
68．非火焰原子吸收法的主要缺点是（C）
A．检测限高B．不能检测难挥发元素
Ｃ．精密度低D．不能直接分析粘度大的试样
69．测定鱼、肉和人体内脏器官等生物组织中的汞，较简单的方法可采用（C）A．火焰原子化法B．石墨炉原子化
C．冷原子吸收法D．氢化物原子化法
70．物质与电磁辐射相互作用后，产生紫外可见吸收光谱，这是由于（C）A．分子的振动B．分子的转动
C．原子核外层的电子跃迁D．原子核内层电子的跃迁
71．分子不具红外活性者，必须是（Ｄ）
A．双原子分子B．分子没有振动
C．非极性分子D．分子振动时没有偶极矩变化
72．要测定14N和15N的天然丰度，宜采用下述哪一种仪器分析方法?（C）A．原子发射光谱B．气相色谱C．质谱D．色谱—质谱
1．原子吸收光谱分析的光源应当符合哪些条件?为什么空心阴极灯能发射半宽度很窄的谱线？
答原子吸收光谱分析的光源应当符合以下基本条件：
(1)谱线宽度“窄”(锐线)，有利于提高灵敏度和工作曲线的直线性。
(2)谱线强度大、背景小，有利于提高信噪比。
(3)稳定，有利于提高测量精密度。
(4)灯的寿命长。
空心阴极灯能发射半宽度很窄的谱线，这与灯本身的构造和灯的工作参数有关系。从构造上说，它是低压的，故压力变宽小。从工作条件方面，它的灯电流较低，故阴极强度和原子溅射也低．故热变宽和自吸变宽较小。正是由于灯的压力变宽、热变宽和自吸变宽较小，致使灯发射的谱线半宽度很窄。
2．画出单光束原子吸收分光光度计结构示意图(方框图表示)，并简要说明各部分作用。
答单光束原子吸收分光光度计由光源、原子化器、单色器和检测系统四部分组成。其结构方框示意图如下：
光源的作用是发射待测元素特征谱线。
原于化器产生气态的基态原子，以便吸收待测谱线。
单色器是将欲测的谱线发出并投射到检测器中。
检测系统的作用在于使光信号转化为电信号，经过放大器放大．输入到读数装置中进行测量。
3．简述原子发射光谱产生过程。
答在一般情况下，原子处于最低能量状态(基态)，当原子在光源中获得能量后就会使外层的电子从基态或低能态激发至高能态(激发态)。原于外层电子处于激发态时是不稳定
的．寿命小于10-8s，当它从激发态跃迁回到基态或低能态时将释放出多余的能量，若此能量以光的形式出现，即得到原子发射光谱。
4．在原子吸收光谱分析中，一般应根据什么原则来选择吸收线。
答选择吸收线时一般应考虑以下方面：
(1)试样的组成和待测元素的含量。
(2)干扰——邻近谱线干扰和背景吸收、火焰气体吸收干扰等。
(3)使用的仪器条件——根据灵敏度选择灵敏度、稳定性好的谱线。
5．原子发射光谱分析所用仪器装置由哪几部分组成，其主要作用是什么?
答原子发射光谱分析所用仪器装置通常包括光源、分光仪和检测器三部分组成。
光源作用是提供能量，使物质蒸发和激发。
分光仪作用是把复合光分解为单色光．即起分光作用。
检测器是进行光谱信号检测，常用检测方法有摄谱法和光电法。摄谱法是用感光板记录光谱信号，光电法是用光电倍增管等元件检测光谱信号。
6．某结晶试样，据信不是羟乙基代氨氰（a）就是亚胺恶唑烷（b）
N NH2CH2OH
C CH2
(a)
(b)HN NH C CH3
CH
+
O
其红外图谱上出现的尖锐吸收带位置为3300cm-1及1600cm-1 , 但在2300cm-1和3600cm-1处无吸收带。根据上述试验结果判断可能为何种结构？简述理由。
解：可能是结构（b）。
在3330cm-1处的尖锐的吸收峰可能是—NH—，1600cm-1强吸收峰为羰基。在2300 cm-1处无吸收峰，可认为该化合物不存在C
N基和C C基，又在3600 cm-1处无
吸收峰说明该化合物不含醇R-OH和酚O H
等基团，故由此可判断该化合物结晶试
样为结构b.
7．简述背景吸收的产生及消除背景吸收的方法。
答背景吸收是由分子吸收和光散射引起的。分子吸收指在原子化过程中生成的气体分子、氧化物、氢氧化物和盐类等分子对辐射线的吸收。在原子吸收分析中常碰到的分子吸收有：碱金属卤化物在紫外区的强分子吸收，无机酸分子吸收；火焰气体或石墨炉保护气体(N2)的分子吸收。分子吸收与共存元素的浓度、火焰温度和分析线波长(短波与长波)有关。光散射是指在原子化过程中固体微粒或液滴对空心阴极灯发出的光起散射作用，使吸光度增加。
消除背景吸收的办法有：改用火焰(高温火焰)；采用长波分析线；分离成转化共存物；扣除方法(用测量背景吸收的非吸收线扣除背景，用其它元素的吸收线扣除背景，用氘灯背景校正法和塞曼效应背景校正法)等。
8．原子发射光谱分析仪的主要部件是什么?它与原子吸收分光光度计有什么区别和共同点? 解: 原子发射光谱仪的主要部件可分为：1．光源，2．分光元件，3．检测器。
光源具有使试样蒸发、解离、原子化和激发、跃迁产生光辐射的作用。目前常用的光源有直流电孤、交流电弧和电感耦合等离子体(ICP)等。
分光元件多为光栅，检测器为光电倍增管。
它与原子吸收分光光度计的区别在于光源部分。原子吸收仪采用空心阴极灯作为光源，原子在原子化器(火焰或石墨炉)中产生，而原子发射光谱仪的光源起了提供能源和原子化器两者的作用。
它们的共同点在于分光元件和检测器基本相同，均为光栅和光电倍增管。
9．试从原理上对原子荧光光谱与原子发射光谱进行比较。
当气态基态原子被具有特征波长的共振线光束照射后，此原子的外层电子吸收辐射能，从基态或低能态跃迁到高能态，大约在10-8s内又跃回基态或低能态，同时发射出与照射光相同或不同波长的光，这种现象称为原子荧光。它是一种光致发光，当照射光停止照射后，荧光不再发射。而原子发射光谱是由于气态原子在电能或热能的作用下，外层电子从低能级跃迁至高能级，原子外层电子处于高能级时是不稳定的，它的寿命小于10-8s当它从高能级跃回低能级时，释放出的能量以光的形式发射，即为原子发射光谱。
它们产生的光均为紫外光或可见光。因此，可以认为它们是采用不同的能源，作用于相同的物质(原子外层电子)产生的光，波长范围相同。
10．简述等离子体光源(ICP)的优点及应用。
答．ICP光源优点：
(1)检出限低，可达10-3一10-4 ppm。
(2)精密度高，可达＜1％。
(3)基体和第三元素影响小，准确度高。
（4)工作曲线线性范围宽，可达4—5个数量级。
(5)光谱背景一般较小和多元素同时测定。
ICP是原子发射光谱分析理想的激发光源。ICP原子发射光谱分析(ICP—AES)的应用十分广泛并已成为当今环境科学，材料科学及生命科学等重要领域中各种材料的元素分析的有效方法之一。另外，ICP与其他分析技术的联用也引人注目。比如，ICP为原子化器与原子吸收、原子荧光分析联用(ICP-AAS或ICP—AFS)，ICP为离子源与质谱联用(ICP—MS)和ICP—AES检测器与色谱(气相，液相)联用等。
11．试述光谱定量分析的基本原理及何谓内标法。
[答]光谱定量分析是根据待测元素谱线的强度和待测元素的含量之间存在一种关系,即罗马金公式I = ac b来进行定量分析的，谱线强度可以用光电直读法，也可以用照相法记录。
在被测元素的谱线中选一条分析线，在基体元素谱线中选一条与它相匀称的内标线，根据这一对谱线强度的比值对被测元素的含量制作工作曲线，然后对未知试样进行定量分析的方法称为内标法。
计算题1．用原子吸收分光光度法测定矿石中的钼。称取试样4.23g，经溶解处理后，转移入100mL容量瓶中.。吸取两份10.00mL矿样试液，分别放人两个50.00mL容量瓶中,其中一个再加入10.00mL(20 .0ug/mL)标准钼溶液，都稀释到刻度。在原子吸收分光光度汁上分别测得吸光度为0.314和0.586, 计算矿石中钼的含量。
解：00C A A A C x x x -=
mL mg C Mo /1.23314.0586.00.20314.0=-?=
%273.0%10023.400.101010000.501.236
=?????=-Mo W
2．测定水试样中Mg 的含量，移取水样20.00mL 至于50mL 容量瓶中，加入HCl 酸化后，稀释至刻度，选择原子吸收光谱法最佳条件测得吸光度为0.200，若另取20.00mL 水样于50mL 容量瓶中，再加入含Mg 2+为2.00μg/mL 的标准溶液1.00mL 并用HCl 酸化后，稀释至刻度，在同样条件下，测得吸光度为0.225，试求水样中含镁量（mg/L ）。
（10分）解：据A=KC 并设水样中含Mg 2+为Cx （mg/ml ）， 得：V V C K A x x x = 和 V V C V C k A s
s x x +=
Cx 00.20Cx 00.2000.2200.0225
.000.50Cx 00.20k 200.000.5000.20Cx 00.100.2k 225.0+=?
=?+??
=
得：L /m g 8.05.2/00.2Cx ==
3．用原子吸收光谱法测定试液中的Pb ，准确移取50mL 试液2份。用铅空心阴极灯在波长238.3 nm 处，测得一份试液的吸光度为0.325，在另一份试液中加入浓度为50.0 mg/L 铅标准溶液300 μL ，测得吸光度为0.670。计算试液中铅的浓度（mg/L ）为多少？
解：设试液中铅的浓度为c x mg/L
由Kc A =可得：
（1） x Kc =325.0
（2）
0.500
.501000.30.50103000.500.5010
3000.50670.0333??+≈?+??+=---x x c c K
（1）/（2）得；
c x = 0.279 mg/L
4．某原子吸收分光光度法，对浓度均为0.2ug/mL -1，的Ca 2+溶液和Mg 2+标准溶液进行测定，吸光度分别为0.054和0.072，比较这两个元素哪个灵敏度高?
解:%)1//(0044.0ml g A C S μ?= %)1//(016.0054.00044.02.02ml g S Ca μ=?=+
%)1//(012.0072
.00044.02.02ml g S Mg μ=?=+ S Ca >S Mg , Mg 的灵敏度较 Ca 高。
仪器分析第5讲 光学分析法概述(第七章)
《仪器分析》光学分析法概述《仪器分析》光学分析法概述 §7.1光学分析法概要(Introduction to Spectroscopy) 1.光学分析法及分类 ? 光学分析法根据物质发射、吸收电磁辐射或电磁辐射与物质的相互作用而建立起来的一类分析方法。 ? 可分为光谱法和非光谱法两大类 电磁辐射和电磁波谱 1．电磁辐射（电磁波，光）：以巨大速度通过空 间、不需要任何物质作为传播媒介的一种能量形式，它是检测物质内在微观信息的最佳信使。 2．电磁辐射的性质：具有波、粒二像性；其能量交换一般为单光子形式，且必须满足量子跃迁能量公式： 3．电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列就称光谱。 λ νc h h E ? =?= γ射线→X 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波高能辐射区γ射线 能量最高，来源于核能级跃迁 χ射线 来自内层电子能级的跃迁 光学光谱区紫外光 来自原子和分子外层电子能级的跃迁 可见光红外光 来自分子振动和转动能级的跃迁 波谱区微波 来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁无线电波 来自原子核自旋能级的跃迁波长长 光谱分析法 基于测量辐射的波长及强度。 这些光谱是由于物质的原子或分子的特定能级的跃迁所产生的，根据其特征光谱的波长可进行定性分析； 光谱的强度与物质的含量有关，可进行定量分析。 ? 根据电磁辐射的本质，可分为 ? 原子光谱：由原子内层或外层能级的变化产生，表现为线状光谱 ? 分子光谱：由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生，带状光谱 ? 根据辐射能量传递的方式，可分为发射、吸收、荧光、拉曼光谱等。
不涉及光谱的测定，即不涉及能级的跃迁，而主要是利用电磁辐射与物质的相互作用。 这个相互作用引起电磁辐射在方向上的改变或物理性质的变化，而利用这些改变可以进行分析。 非光谱分析法 2. 电磁辐射参数及应用 微波区0.1nm~1m 中红外光区2.5~50μm 可见光区 400~800nm 远紫外区10~200nm 吸收光谱法：顺磁共振波谱法、核磁共振波谱法 无线电波区 >1m 电子和核自旋 远红外光区50~1000μm 分子转动能级 吸收光谱法：红外光谱法Raman 散射 近红外光区0.78~2.5μm 分子振动能级 发射光谱法：原子发射光谱、原子荧光分析、分子荧光分析、分子磷光分析 吸收光谱法：紫外-可见分光光度法、原子吸收近紫外光区200~400nm 外层电子跃迁X 射线荧光分析法 X射线区0.001~10nm K,L 层电子跃迁γ射线光谱法、Mossbauer 谱法γ射线区 5~140 pm 核能级 涉及方法 电磁波区域波长λ迁能级类型3. 各种光分析法简介 ? 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 ? 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? 散射 ? Roman 散射
光学分析部分习题.docx
第二章光分析方法导论 一、选择题 1、 请按能量递增的次序，排列下列电磁波谱区：红外、射频、可见光、紫外、X 射线、微波、丫射 线（ A 、 微波、射频、红外、可见光、紫外、X 射线、丫射线 B 、 射频、微波、红外、可见光、紫外、X 射线、丫射线 C 、 丫射线、X 射线、紫外、可见光、红外、微波、射频 D 、 丫射线、X 射线、紫外、可见光、红外、射频、微波 2、 请按波长递增的次序，排列下列电磁波谱区：红外、射频、可见光、紫外、X 射线、微波、丫射线（ 微波、射频、红外、可见光、紫外、X 射线、丫射线 射频、微波、红外、可见光、紫外、X 射线、丫射线 Y 射线、X 射线、紫外、可见光、红外、微波、射频 丫射线、X 射线、紫外、可见光、红外、射频、微波 请按能量递增的次序，排列下列电磁波谱区：远红外、可见光、近紫外、近红外、远紫外（ 某分了的转动能级差△ E=0.05eV ,产生此能级跃迁所需吸收的电磁辐射的波长为（ 248pm D 、2480pm A 、 B 、 D 、 3、 A 、 远红外、 近红外、 可见光、近紫外、 远紫外 B 、 远红外、 近红外、 可见光、远紫外、 近紫外 C 、 远紫外、 近紫外、 可见光、近红外、 远红外 D 、 近紫外、 远紫外、 可见光、近红外、 远红外 4、 A 、 请按波长递增的次序，排列下列电磁波谱区：远红外、可见光、近紫外、近红外、远紫外（ 可见光、近紫外、 远红外、 近红外、 远紫外 B 、 远红外、 近红外、 可见光、远紫外、 近紫外 C 、远紫外、 近紫外、 可见光、近红外、 远红外 D 、 近紫外、 远紫外、 可见光、近红外、 远红外 5、 下列哪种光谱分析法不属于吸收光谱（ A 、 C 、 分了荧光光谱法 原了吸收光谱法 B 、 D 、 紫外■可见分光光度 法 6、 A 、 下列哪种光谱分析属于发射光谱法（ 紫外■可见分光光度法 B 、 原了吸收分光光度法 C 、 原了荧光光谱法 D 、 激光拉曼光谱法 7、 A 、 2.48pm 24.8屮Yi C 、
光学分析法概论
第九章光学分析法概论 1、光学分析法有哪些类型。 基于辐射的发射建立的发射光谱分析法、火焰光度分析法、分子发光分析法、放射分析法等；基于辐射的吸收建立的UV-V is光度法、原子吸收光度法、红外光谱法、核磁共振波谱法等；基于辐射的散射建立的比浊法、拉曼光谱法；基睛辐射的折射建立的折射法、干涉法；基于辐射的衍射建立的X-射线衍射法、电子衍射法等；基于辐射的旋转建立的偏振法、旋光法、圆二色光谱法等。 2、吸收光谱法和发射光谱法有何异同？ 吸收光谱法为当物质所吸收的电磁辐射能由低能态或基态跃迁至较高的能态（激发态），得到的光谱发射光谱法为物质通过电致激发、热致激发或光致激发等激发过程获得能量，变为激发态原子或分子，当从激发态过渡到低能态或基态时产生的光谱。 3、什么是分子光谱法？什么是原子光谱法？ 原子光谱法：是由原子外层或内层电子能级的变化产生的光谱，它的表现形式为线光谱。属于这类分析方法的有原子发射光谱法、原子吸收光谱法，原子荧光光谱法以及X射线荧光光谱法等。 分子光谱法：是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的光谱，表现形式为带光谱。属于这类分析方法的有紫外-可见分光光度法，红外光谱法，分子荧光光谱法和分子磷光光谱法等。 4、简述光学仪器三个最基本的组成部分及其作用。 辐射源（光源）：提供电磁辐射。 波长选择器：将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。 检测器：将光信号转换成电信号。 5、简述常用的分光系统的组成以及各自作用特点。 分光系统的作用是将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。分光系统又分为单色器和滤光片。单色器由入射狭缝和出射狭缝、准直镜以及色散元件，如棱镜或光栅等组成。 棱镜：色散作用是基于构成棱镜的光学材料对不同波长的光具有不同的折射率。 光栅：利用多狭缝干涉和单狭缝衍射两者联合作用产生光栅光谱。 干涉仪：通过干涉现象，得到明暗相间的干涉图。 滤光器是最简单的分光系统，只能分离出一个波长带或只能保证消除给定消长以上或以下的所有辐射。 6、简述常用辐射源的种类典型的光源及其应用范围。
光学薄膜现代分析测试方法
一、金相实验室 ? Leica DM/RM 光学显微镜 主要特性：用于金相显微分析，可直观检测金属材料的微观组织，如原材料缺陷、偏析、初生碳化物、脱碳层、氮化层及焊接、冷加工、铸造、锻造、热处理等等不同状态下的组织组成，从而判断材质优劣。须进行样品制备工作，最大放大倍数约1400倍。 ? Leica 体视显微镜 主要特性：1、用于观察材料的表面低倍形貌，初步判断材质缺陷； 2、观察断口的宏观断裂形貌，初步判断裂纹起源。 ?热振光模拟显微镜 ?图象分析仪 ?莱卡DM/RM 显微镜附 CCD数码照相装置 二、电子显微镜实验室 ?扫描电子显微镜(附电子探针) (JEOL JSM5200，JOEL JSM820，JEOL JSM6335) 主要特性： 1、用于断裂分析、断口的高倍显微形貌分析，如解理断裂、疲劳断裂（疲劳辉纹）、晶间断裂（氢脆、应力腐蚀、蠕变、高温回火脆性、起源于晶界的脆性物、析出物等）、侵蚀形貌、侵蚀产物分析及焊缝分析。 2、附带能谱，用于微区成分分析及较小样品的成分分析、晶体学分析，测量点阵参数/合金相、夹杂物分析、浓度梯度测定等。 3、用于金属、半导体、电子陶瓷、电容器的失效分析及材质检验、放大倍率：10X—300,000X；样品尺寸：0.1mm—10cm；分辩率:1—50nm。 ?透射电子显微镜（菲利蒲 CM-20,CM-200） 主要特性： 1、需进行试样制备为金属薄膜，试样厚度须<200nm。用于薄膜表面科学分析，带能谱，可进行化学成分分析。 2、有三种衍射花样：斑点花样、菊池线花样、会聚束花样。斑点花样用于确定第二相、孪晶、有序化、调幅结构、取向关系、成象衍射条件。菊池线花样用于衬度分析、结构分析、相变分析以及晶体精确取向、布拉格位移矢量、电子波长测定。会聚束花样用于测定晶体试样厚度、强度分布、取向、点群、空间群及晶体缺陷。 三、X射线衍射实验室 ? XRD-Siemens500—X射线衍射仪 主要特性： 1、专用于测定粉末样品的晶体结构（如密排六方，体心立方，面心立方等），晶型，点阵类型，晶面指数，衍射角，布拉格位移矢量，已及用于各组成相的含量及类型的测定。测试时间约需1小时。 2、可升温（加热）使用。 ? XRD-Philips X’Pert MRD—X射线衍射仪 主要特性： 1、分辨率衍射仪，主要用于材料科学的研究工作，如半导体材料等，其重现性精度达万分之一度。 2、具备物相分析（定性、定量、物相晶粒度测定；点阵参数测定），残余应力及织构的测定；薄膜物相鉴定、薄膜厚度、粗糙度测定；非平整样品物相分析、小角度散射分析等功能。 3、用于快速定性定量测定各类材料（包括金属、陶瓷、半导体材料）的化学成分组成及元素含量。如：Si、P、S 、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等，精确度为0.1%。 4、同时可观察样品的显微形貌，进行显微选区成分分析。
第九章 光学分析法概论
. 第九章光学分析法概论 1、光学分析法有哪些类型。 基于辐射的发射建立的发射光谱分析法、火焰光度分析法、分子发光分析法、放射分析法等；基于辐射的吸收建立的UV-V is光度法、原子吸收光度法、红外光谱法、核磁共振波谱法等；基于辐射的散射建立的比浊法、拉曼光谱法；基睛辐射的折射建立的折射法、干涉法；基于辐射的衍射建立的X-射线衍射法、电子衍射法等；基于辐射的旋转建立的偏振法、旋光法、圆二色光谱法等。 2、吸收光谱法和发射光谱法有何异同？ 吸收光谱法为当物质所吸收的电磁辐射能由低能态或基态跃迁至较高的能态（激发态），得到的光谱发射光谱法为物质通过电致激发、热致激发或光致激发等激发过程获得能量，变为激发态原子或分子，当从激发态过渡到低能态或基态时产生的光谱。 3、什么是分子光谱法？什么是原子光谱法？ 原子光谱法：是由原子外层或内层电子能级的变化产生的光谱，它的表现形式为线光谱。属于这类分析方法的有原子发射光谱法、原子吸收光谱法，原子荧光光谱法以及X射线荧光光谱法等。 分子光谱法：是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的光谱，表现形式为带光谱。属于这类分析方法的有紫外-可见分光光度法，红外光谱法，分子荧光光谱法和分子磷光光谱法等。 4、简述光学仪器三个最基本的组成部分及其作用。 辐射源（光源）：提供电磁辐射。 波长选择器：将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。 检测器：将光信号转换成电信号。 5、简述常用的分光系统的组成以及各自作用特点。 分光系统的作用是将复合光分解成单色光或有一定宽度的谱带。分光系统又分为单色器和滤光片。单色器由入射狭缝和出射狭缝、准直镜以及色散元件，如棱镜或光栅等组成。 棱镜：色散作用是基于构成棱镜的光学材料对不同波长的光具有不同的折射率。 光栅：利用多狭缝干涉和单狭缝衍射两者联合作用产生光栅光谱。 干涉仪：通过干涉现象，得到明暗相间的干涉图。 滤光器是最简单的分光系统，只能分离出一个波长带或只能保证消除给定消长以上或以下的所有辐射。 6、简述常用辐射源的种类典型的光源及其应用范围。 1 / 1'.
光学分析方法的发展
光学分析方法的发展 北京温分分析仪器技术开发有限公司 光学分析法是利用待测定组分所显示出的吸收光谱或发射光谱，既包括原子光谱也包括分子光谱。利用被测定组分中的分子所产生的吸收光谱的分析方法，即通常所说的可见与紫外分光光度法、红外光谱法；利用其发射光谱的分析方法，常见的有荧光光度法。利用被测定组分中的原子吸收光谱的分析方法，即原子吸收法；利用被测定组分的发射光谱的分析方法，包括发射光谱分析法、原子荧光法、X射 线原子荧光法、质子荧光法等。 （一）比色法 分光光度法的前身是比色法。比色分析法有着很长的历史。1830年左右，四氨络铜离子的深蓝色就被用于铜的测定。奈斯勒的氨测定法起源于1852年，大约在同一年，硫氰酸盐被用来分析铁。1869年，舍恩报道说钛盐与过氧化氢反应会产生黄色，1882年，韦勒（Weller）将此黄色反应改进成一种钛的比色法。钒也能与过氧化物发生类似的反应，生成一种橙色络合物。1912年，梅勒一方面利用1908年芬顿发现的一个反应（二羟基马来酸与钛反应呈橙黄色，与钒反应无此色），另一方面利用与过氧化物的反应，得出了一种钛和钒这两种元素的比色测定法。 吸收光度分析法提供了非化学计量法的一个很好例子。有色化合物的光吸收强弱随着所用辐射波长的大小而变化。因此早期的比色法主要凭经验将未知物与浓度近似相等的标准溶液进行对比。比如象奈斯勒在氨测定法中所作的比较。比色剂，如杜波斯克比色计，是通过改变透光溶液的厚度和利用比尔定律，来对未知物的颜色与标准液的浓度进行对比的，这种仪器并不适用于所有的有色物质，它充其量也不过经验程度很高罢了。 1729年，P·布古厄（Bouguer）观察到入射光被介质吸收的多少与介质的厚度成正比。这后来又被J·H·兰贝特（Lambert，1728—1777）所发现，他对单色光吸收所作的论述得到了下列关系式： 上式中I是通过厚度为x的介质的光密度，a是吸收系数。利用边界条件x=0时，I=I0，积分得到： I=I0e-ax 1852年，A·比尔（Beer）证实，许多溶液的吸收系数a是与溶质的浓度C成正比的。尽管比尔本人没有建立那个指数吸收定律公式，但下列关系式 I=I0e-acx 仍被叫做比尔定律，式中浓度和厚度是作为对称变数出现的。这个名称似乎是在1889年就开始使用了。
1.光学分析法导论
第一章 光学分析法导论 （An Introduction to Optical Analysis ） 1.1 电磁辐射的性质 电磁辐射（electromagnetic radiation ）是一种以极大的速度（在真空中为 2.9979× 1010cm ·s －1）通过空间，不需要任何物质作为传播媒介的能量。它包括无线电波、微波、红外光、紫外-可见光以及X 射线和γ射线等形式。电磁辐射具有波动性和微粒性。 1.1.1 电磁辐射的波动性 根据Maxwell 的观点，电磁辐射的波动性可以用电场矢量E 和磁场矢量M 来描述，如图1.1.1所示。它是最简单的单个频率的平面偏振电磁波。平面偏振就是它的电场矢量E 在一个平面内振动，而磁场矢量M 在另一个与电场矢量相垂直的平面内振动。电场和磁场矢量都是正弦波形，并且垂直于波的传播方向。与物质的电子相互作用的是电磁波的电场，所以磁场矢量可以忽略，仅用电场矢量代表电磁波。波的传播以及反射、衍射、干涉、折射和散射等现象表现了电磁辐射具有波的性质，可以用以下波参数来描。 图1.1.1 电磁波的电场矢量E 和磁场矢量M 1）周期T 相邻两个波峰或波谷通过空间某一固定点所需要的时间间隔称为周期，单位为s （秒）。 2）频率ν 单位时间内通过传播方向上某一点的波峰或波谷的数目，即单位时间内电磁场振动的次数称为频率，它等于周期的倒数1/T ，单位为1/s （1/秒），称为赫兹，以Hz 表示。电磁波的频率只取决于辐射源，与通过的介质无关。 3）波长λ 相邻两个波峰或波谷的直线距离。若电磁波传播速度为c ，频率为ν，那么波长λ为： νλ1 ?=c （1.1.1） 不同的电磁波谱区可采用不同的波长单位，可以是m ，cm ，μm 或nm ，他们之间的换算关系为1m=102cm=106μm=109nm 。 4）波数 每厘米长度内含有波长的数目，即波长的倒数： c νλ== 1 （1.1.2） 单位为cm －1（厘米－1），将波长换算成波长的关系式为：
光学分析法导论习题
光学分析法导论习题 一．填空题 1. 光速c≈3×1010cm·s-1是在中测得的。 2．原子内层电子跃迁的能量相当于光,原子外层电子跃迁的能量相当于光和。 3．分子振动能级跃迁所需的能量相当于光,分子中电子跃迁的能量相当于光。 4．钠的基态光谱支项为 ,钠的共振谱线以表示。 5．，和三种光分析方法是利用线光谱进行检测的。 6．指出下列电磁辐射所在的光谱区（光速为3×1010cm·s-1）。 （1）波长588.9nm ；（2）波数400cm-1； （3）频率2.5×1013Hz ；（4）波长300nm 。 二．选择题 1．电磁辐射的微粒性表现在下述哪种性质上 A. 能量 B. 频率 C. 波长 D. 波数 2.当辐射从一种介质传播到另一种介质中时,下述哪种参量不变? A. 波长 B.频率 C.速度 D.方向 3.镁的L=2光谱项可具有几个J值? A.1 B.2 C.3 D.4 4.下述哪种分析方法是基于发射原理的? A.红外光谱法 B.荧光光度法 C.核磁共振波谱法 D.分光光度法 5.带光谱是由于 A 炽热固体发射的结果 B 受激分子发射的结果
C 受激原子发射的结果 D 简单离子发射的结果 ?习题 一．填空题 1. 光速c≈3×1010cm·s-1是在头真空中测得的。 2．原子内层电子跃迁的能量相当于 X 光,原子外层电子跃迁的能量相当于紫外光和可见光。 3．分子振动能级跃迁所需的能量相当于红外光,分子中电子跃迁的能量相当于紫外可见光。 4．钠的基态光谱项为 32S 1/2 ,钠的共振谱线以 32P 3/2 或32P 312 表 示。 5．原子发射，原子吸收和原子荧光三种光分析方法是利用线光谱进行检测的。 6．指出下列电磁辐射所在的光谱区（光速为3×1010cm·s-1）。 （1）波长588.9nm ；（2）波数400cm-1； （3）频率2.5×1013Hz ；（4）波长300nm 。 二．选择题 1．电磁辐射的微粒性表现在下述哪种性质上（A） A. 能量 B. 频率 C. 波长 D. 波数 2.当辐射从一种介质传播到另一种介质中时,下述哪种参量不变?（B） A. 波长 B.频率 C.速度 D.方向 3.镁的L=2光谱项可具有几个J值?（C） A.1 B.2 C.3 D.4 4.下述哪种分析方法是基于发射原理的?（B） A.红外光谱法 B.荧光光度法 C.核磁共振波谱法 D.分光光度法 5.带光谱是由于（B） A 炽热固体发射的结果 B 受激分子发射的结果 C 受激原子发射的结果 D 简单离子受激发射的结果 一、选择题 1、请按能量递增的次序，排列下列电磁波谱区：红外、射频、可见光、紫外、X射线、
光学分析复习提纲
仪器分析复习 第一章绪论 仪器分析的定义。 第二章 光学分析法导论 光学分析法的定义和特点 光学分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他方法不可取代的地位；一.电磁辐射和电磁波谱 1.电磁辐射的性质 ①波动性λ、ν、σ；λ=1/σ；ν=C/λ ②粒子性 ε=△E=hc/λ=h ν 2.电磁波谱:①波谱区波长、能量递变顺序 ;能级跃迁；光谱类型。 ②λ范围：远紫外100-200nm ；近紫外200-400nm;可见400-800nm 二.原子光谱、分子光谱产生机理、光谱特征 1. 原子光谱-原子（离子）外层电子能级跃迁引起，线光谱 2. 分子光谱： 电子光谱 振动光谱 转动光谱 分子外层电子能级跃迁 分子振动能级跃迁 分子转动能级跃迁 E 电、E 振、E 转变,带光谱 E 振、E 转变 E 转变 紫外-可见 近、中红外 远红外 三.发射光谱、吸收光谱、荧光光谱产生机理、光谱特征，方法种类 发射光谱 吸收光谱 荧光光谱 原 气态亮线 气态 气态 共振荧光 子 暗线、窄 λ荧=λ激 分 气态：带光谱（氰带）； 液态 液态 非共振荧光 子 液、固：连续光谱 宽带 λ荧＞λ激 四．分光系统 1.光学特性：线色散率、分辨率定义、物理意义、计算。棱镜、光栅比较。 线色散率：dL/d λ（mm/nm ） 倒线色散率： d λ/dL （nm/mm ）
1
光栅dL/dλ=kf/(dcosβ) 分辨率：R=λ/△λ光栅R=NK 2.光栅分光原 理光栅方程式：d（sinα±sinβ）=Kλ意义及计算 3.闪耀光栅当α=β=θ时，Kλβ=2dsinβ特点 λβ=2dsinβ/K——闪耀波 长闪耀光栅适用波长范围: 谱线距离、谱片（相板）摄取波长数、光谱重叠计算(P2312,补3) 第四章原子吸收光谱法一.基本原理 1.波兹曼分布定理 . - (E – E)/kT :Nj/N0=Pj/P0e j0 ①温度对N j和N0的影响:T↑，Nj↑，N0↓； ②T对N j的影响程度》对N0的影响程度。 ③AAS和AES比较：灵敏度、准确度、选择性、适用性。 2.谱线轮廓和变宽原因 ①朗伯定律Iν=I0ν.e-kνL ②吸收曲线Kν～ν，三参数ν0、K0、△ν10-3~10-2nm。吸收曲线轮廓包围的面积即为能被吸收的强度。 ③变宽原因：自然变宽、热变宽、压力变宽（劳伦兹变宽、共振变宽）。主要？ 3.积分吸收和峰值吸收:定义，为什么积分吸收不能直接用于定量分析（为什么要用峰 值吸收代替积分吸收）？在什么条件下可以代替？为什么？怎样代替？ 二.仪器分几大部分？各部分作用？ 1.光源-作用及要求 空心阴极灯结构，采用什么措施减小谱线变宽？ 阳极：钨棒，吸气剂Ta或Ti 阴极：待测元素 内充低压惰性气体→减小压力变宽,减小背景 采用低灯电流→减小热变宽和自吸变宽 2.原子化系统雾化器-雾化效率?％; ①火焰原子化器燃烧器;
光谱分析法概述
光谱分析法概论 ~ 第一节 电磁辐射及其与物质的相互作用 （一）电磁辐射和电磁波谱 光是一种电磁辐射（又称电磁波），是一种以强大速度通过空间而不需要任何物质作为传播媒介的光量子流，它具有波粒二象性 1 光的波动性：用波长、波数、频率作为表征 波长是在波的传播路线上具有相同振动相位的相邻两点之间的线性距离，常用nm作为单位 波数是每厘米长度中波的数目，单位cm-1 频率是每秒内的波动次数，单位Hz 在真空中波长、波数和频率的关系 C是光在真空中的传播速度，C=2.997925*10 10cm*s 所有电磁辐射在真空中的传播速度均相同 在其他透明介质中，由于电磁辐射与介质分子的相互作用，传播速度比在真空中稍小一些 2 光的微粒性：用每个光子具有的能量E作为表征 光子的能量与频率成正比，与波长成反比 H是普朗克常数，其值等于6.6262*10-34 J*s 能量E的单位常用电子伏特（eV）和焦耳（J）表示 电磁辐射与物质的相互作用包括以下两种： 1 涉及物质内能变化的：吸收、产生荧光、磷光、拉曼散射 2 不涉及物质内能变化的：透射、折射、非拉曼散射、衍射、旋光 当辐射通过固体、液体或气体等透明介质时，电磁辐射的交变电场导致分子（或原子）外层电子相对其核的震荡，造成这些分子（或原子）周期性的变化 1如果入射的电磁辐射能量正好与介质分子（或原子）基态与激发态之间的能量差相等，介质分子（或原子）就会选择性地吸收这部分辐射能，从基态跃迁到激发态（激发态的寿命很短） 处于激发态的分子（或原子）通常以（1）热的形式（2）发生化学变化（光化学变化）（3）以荧光及磷光的形式发射出所吸收的能量并回到基态 2 如果入射的电磁辐射能量与介质分子（或原子）基态与激发态之间的能量差不相等，则电磁辐射不被吸收，分子（或 原子）极化所需的能量仅被介质分子（或原子）瞬间保留，然后被再发射，从而产生光的透射、非拉曼发射、反射、折射等物理现象 第二节 光学分析法的分类 一、常用的光学分析方法
光学分析法
1．光量子的能量正比于辐射的 ( Ａ ) Ａ．频率 Ｂ．波长 Ｃ．波数 Ｄ．周期 2．原子发射光谱的产生是由于 （ Ｂ） Ａ．原子的次外层电子在不同能态间跃迁 Ｂ．原子的外层电子在不同能态间跃迁 Ｃ．原子外层电子的振动和转动 Ｄ．原子核的振动 3．在原子吸收分析中, 过大的灯电流除了产生光谱干扰外, 还使发射共振线的谱线 轮廓变宽. 这种变宽属于 ( Ｄ ) Ａ．自然变宽 Ｂ．压力变宽 Ｃ．场致变宽 Ｄ．多普勒变宽(热变宽) 4．原子吸收法测定钙时, 加入EDTA 是为了消除下述哪种物质的干扰? ( Ｂ ) Ａ．盐酸 Ｂ．磷酸 Ｃ．钠 Ｄ．镁 5．在原子吸收分析中，如灯中有连续背景发射，宜采用 ( Ｂ ) Ａ．减小狭缝 Ｂ．用纯度较高的单元素灯 Ｃ．另选测定波长 Ｄ．用化学方法分离 6．在原子吸收分析中, 有两份含某元素M 的浓度相同的溶液1 和溶液2 , 在下列哪 种情况下, 两份溶液的吸光度一样？ ( Ｃ ) Ａ．溶液2的粘度比溶液1大 Ｂ．除M 外溶液2中还含表面活性剂 Ｃ．除M 外溶液2中还含10mg/mL KCl Ｄ．除M 外溶液2中还含1mol/L NaCl 溶液 7．下列化合物中λmax 最大的是 （ A ） 8．一种能作为色散型红外光谱仪色散元件的材料为 ( Ｃ ) Ａ．玻璃 Ｂ．石英 Ｃ．卤化物晶体 Ｄ．有机玻璃 9．下列是原子质量数与原子序数的几种组合,使原子核的自旋角动量为零的组合是 （D ） A ．奇数, 奇数 B ．奇数, 偶数 C ．偶数, 奇数 D ．偶数, 偶数 10．非色散型原子荧光光谱仪、原子发射光电直读光谱仪和原子吸收光谱仪的相同 部件是 ( Ａ ) Ａ．检测器 Ｂ．单色器 Ｃ．原子化器 Ｄ．光源 11．下列哪些元素于酸性介质中，在还原剂(硼氢化钠，金属锌等)的作用下、可生成易挥发 的氢化物．而进入等离子体光源进行蒸发和激发? （ B ） A ．Fe B ．Ge C ．Mo D ．W 12．在原子吸收分析法中, 被测定元素的灵敏度、准确度在很大程度上取决于( Ｃ ) Ａ．空心阴极灯 Ｂ．火焰 Ｃ．原子化系统 Ｄ．分光系统 13．在原子吸收分光光度计中，目前常用的光源是 ( Ｂ ) Ａ．火焰 Ｂ．空心阴极灯 Ｃ．氙灯 Ｄ．交流电弧 14．若原子吸收的定量方法为标准加入法时, 消除了下列哪种干扰？ ( Ｄ ) Ａ．分子吸收 Ｂ．背景吸收 Ｃ．光散射 Ｄ．基体效应 15．原子吸收光谱仪与原子发射光谱仪在结构上的不同之处是 ( Ａ ) A.CH CH 2 B.CH 2CH C. CH 3 H 3C D.CH 3H 3C
现代仪器分析综述
现代仪器分析综述 （1309011025 韩武） 现代仪器分析为现代分析化学奠定了雄厚的学科理论基础——信息理论, 使现代仪器分析已经成为分析化学极其重要的组成部分，现代仪器分析所采用的分析仪器是化学、光学、电学、磁学、机械及计算机科学等现代科学综合发展的产物，仪器本身就是科学技术水平的标志。若能充分利用现代仪器分析方法和技术, 就能更加全面、准确地认识物质世界, 进一步促进科学技术向纵深发展。 1、现代分析仪器的发展及发展趋向 现代仪器分析是在化学分析的基础上逐步发展起来的一类分析方法，现代分析仪器对科技领域的发展起着关键作用,一方面科技领域对分析仪器不断提出更高的要求,另一方面随着科学技术的飞速发展,新材料、新器件不断涌现又大大推动了分析仪器的快速更新,同时为仪器分析中老方法的不断更新、新方法的不断建立提供了物质和技术基础,大大地促进了现代仪器分析的快速发展。现代分析仪器的发展趋向主要有以下特点:向多功能化、自动化和智能化方向发展，向专用型和微型化方向发展，向多维分析仪器方向发展，向联用分析仪器方向发展。仪器分析的最主要的功能是人类五官感触的延伸，人类智慧利用了光、电和磁的物理特性通过物理和化学手段将微小的物理量放大，而获得感知小型化集成化（芯片）、多功能化（联用技术）和高稳定、高灵敏度检测是仪器分析发展的最高境界。20 世纪 70 年代中期首先出现了二维气相色谱技术,70 年代后期迅速发展了二维质谱技术和二维核磁共振波谱技术。二维气相色谱技术可使 用一种流动相在两根串联的色谱柱上对组成复杂的样品实现完全分离:二维质谱技术可同时提供强的碎片离子峰和强的分子离子峰,从而获得完整的结构信息;二维核磁共振波谱技术可提供固体物质、生物大分子的三维结构,显示原子核在样品中分布的立体图像。由上述分析仪器的发展和发展趋向 ,可知现代分析仪器是一种高科技产品,它综合采用了各种技术的最新成果,在不断创新与自身发展的同时,又为各个科技领域的研究和发展提供有力的手段和重要的信息。 2、现代仪器分析的内容和分类 现代仪器分析方法内容丰富，种类繁多，每种方法都有相对独立的物理及物理化学原理，现已有三四十种，新的方法还在不断地出现。为了便于学习和掌握，根据测量原理和信号特点，大致分为电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法，
光学分析现状或发展趋势
光学分析法导论 第一节光学分析法及其分类 光学分析法：基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法。 电磁辐射范围：包括从 射线到无线电波的所有电磁波谱范围(不只局限于光学光谱区)。 相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等； 光学分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其它方法不可替代的地位； 三个基本过程：（1）能源提供能量；（2）能量与被测物之间的相互作用；（3）产生信号。 基本特点：（1）所有光学分析法均包含三个基本过程；（2）选择性测量，不涉及混合物分离；（不同于色谱分析）（3）涉及大量光学元器件。 光学分析法可分为光谱法和非光谱法两大类。 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、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。 光谱法可分为原子光谱法和分子光谱法。 原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的
表现形式为线光谱。属于这类分析方法的有：原子发射光谱法（AES）、原子吸收光谱法（AAS），原子荧光光谱法（AFS）以及X射线荧光光谱法（XFS）等。 分子光谱法是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的，表现形式为带光谱。属于这类分析方法的有：紫外-可见分光光度法（UV-Vis），红外光谱法（IR），分子荧光光谱法（MFS）和分子磷光光谱法（MPS）等。 非光谱法不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理性质；如折射、散射、干涉、衍射、偏振等变化的分析方法。光谱组成: 线光谱(Line spectra): 由处于气相的单个原子发生电子能级跃迁所产生的锐线，线宽大约为10-4?。 带状光谱(Band spectra): 由气态自由基或小分子振动-转动能级跃迁所产生的光谱，由于各能级间的能量差较小，因而产生的谱线不易分辨开而形成所谓的带状光谱(其带宽达几个至几十个nm)； 第二节光谱仪器 用来研究吸收、发射或荧光的电磁辐射强度和波长关系的仪器叫做光谱仪或分光光度计。 光谱仪或分光光度计一般包括五个基本单元：光源；单色器；样品容器；检测器；读出器件(显示与数据处理) 一、光源
第2章 光谱分析法导论
第2章光谱分析法导论 2.1 内容提要 2.1.1 基本概念 光分析法—以物质的光学性质为基础建立的分析方法，称为光学分析法，简称光分析法。 光谱分析法—以测量光与物质相互作用，引起原子、分子内部量子化能级之间跃迁产生的发射、吸收、散射等波长与强度的变化关系为基础的光分析法，称为光谱分析法。 非光谱分析法—利用光与物质作用时所产生的折射、干涉、衍射和偏振等基本性质的变化来达到分析测定目的的光分析法，主要有折射法、干涉法、衍射法、旋光法和圆二色性法等。 光发射—受激粒子由高能态跃迁回到低能态（包括基态）时，以光辐射形式释放多于能量的现象。 光吸收—当光与物质接触时，某些频率的光被选择性的吸收并使其强度减弱，这种现象被称为物质对光的吸收。 光散射—光通过不均匀介质时，如果有一部分光沿着其他方向传播，这种现象称为光的散射。 光折射—当光从一种透明介质进入另一种透明介质时，光束的前进方向发生改变的现象，称为光的折射。 光衍射—光波绕过障碍物而弯曲向后传播的现象，称为光的衍射。 光偏振—天然光通过某些物质后，变为只在一个固定方向有振动的光，称为平面偏振光，这种现象称为偏振。 光的旋光色散—平面偏振光进入旋光活性物质时，使得构成偏振光的左、右两圆偏振光的传播速度变得不一样，这种现象称为旋光色散。 光的圆二色性—偏振光与物质相互作用后，由于对左、右圆偏振光的吸收情况不同导致两圆偏振光的振幅和能量也不相同，并形成一个沿着椭圆运动的椭圆偏振光，这种现象称为圆二色性。 光的波粒二象性—指光既有波动性又有粒子性。 吸收光谱—物质的粒子吸收某特定的光子后，由低能级跃迁到较高能级，当把物质对光的吸收情况按照波长的次序排列记录下来，就得到
光学分析法导论
第2章光学分析法导论 【2-1】解释下列名词。 （1）原子光谱和分子光谱（2）发射光谱和吸收光谱 （3）闪耀光栅和闪耀波长（4）光谱通带 答：（1）原子光谱：由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱。 分子光谱：由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。 （2）发射光谱：原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱。 吸收光谱：物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。 （3）闪耀光栅：当光栅刻划成锯齿形的线槽断面时，光栅的光能量便集中在预定的方向上，即某一光谱级上。从这个方向探测时，光谱的强度最大，这种现象称为闪耀，这种光栅称为闪耀光栅。 闪耀波长：在这样刻成的闪耀光栅中，起衍射作用的槽面是个光滑的平面，它与光栅的表面一夹角，称为闪耀角。最大光强度所对应的波长，称为闪耀波长。 （4）光谱通带：仪器出射狭缝所能通过的谱线宽度。 【2-2】简述棱镜和光栅的分光原理。 【2-3】简述光电倍增管工作原理。 答：光电倍增管工作原理： 1）光子透过入射窗口入射在光电阴极K上。 2）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。 3）光电子通过电子加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经N级倍增极倍增后光电子就放大N次方倍。 4）经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来，形成阳极光电流，在负载RL上产生信号电压。 【2-4】何谓多道型检测器？试述多道型检测器光电二极管阵列、电荷耦合器件和电荷注入器件三者在基本组成和功能方面的共同点。 【2-5】请按能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外，无线电波，可见光，紫外光，X射线，微波。 答：能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线。 波长递增顺序：X射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。 【2-6】计算下列电磁辐射的频率和波数。
光学分析法导论思考题与练习题
思考题与练习题 1.对下列的物理量单位进行换算： （1）150pm X射线的波数（cm-1）； （2）670.7nm Li线的频率（Hz）； （3）3300cm-1波数的波长（μm）； 答案:(1)；（2）；（3）3.03μm。 2.计算下列电磁辐射的频率（Hz）、波数（cm-1）及光量子的能量（用电子伏eV、尔格erg 及千卡/摩尔表示）： （1）波长为589.0nm的钠D线； 答 ； 案: （2）在12.6μm的红外吸收峰。 答 。 案: 3.将波长443nm的光通过折射率为1.329的甲醇溶液时，试计算： （1）在甲醇溶液中的传播速度； （2）频率； （3）能量（J）； （4）周期（s）。 答案:（1）；（2）；（3）；（4）。 4.辐射通过空气（n=1.00027）与某玻璃（n=1.7000）界面时，其反射损失的能量大约有多 少？ 答案:6.7% 5.何谓光的二象性？何谓电磁波谱？
6.请按照能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外线，无线电波，可 见光，紫外光，X射线，微波。 7.光谱法的仪器通常由哪几部分组成？它们的作用是什么？ 自测题 1.电磁辐射的二象性是指: A．电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成； B．电磁辐射具有波动性和电磁性； C．电磁辐射具有微粒性和光电效应； D．电磁辐射具有波动性和电磁性。 2.光量子的能量与电磁辐射的哪一个物理量成正比？ A．紫外；B．波长； C．波数；D．周期。 3.可见区、紫外区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为 A．紫外区和无线电波区； B．可见光区和无线电波区； C．紫外区和红外区； D．波数越大。 4.有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的 A．能量越大；B．频率越高； C．波长越长； D．波数越大。 5.波长为0.0100nm的电磁辐射的能量是多少eV？(已知)
光学分析导论
光学分析导论 1 选择题 1-1.光强度与单色器狭缝宽度有关，定性分析时采用的宽度（C），定量分析时采用的宽度（A）A. 较大 B.适中 C. 较小 D. 任何都可 1-2. 对于同级一光谱，光栅的分辨率是常数，当波长变化时分辨率（A） A. 不变 B. 变化 C. 无法确定 1-3. 光栅的色散率，在一定波长范围内，波长增大，色散率（C） A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 无法确定 1-4. 光栅的分光原理是由构成的光栅对不同波长的光有（A） A．干涉和衍射的作用 B. 衍射的作用 C. 干涉的作用 1-5. 光栅分入射角为i，衍射角为θ, 光栅斜面与刻度线斜面的夹角为φ, 要使衍射光最强，只有当（A） A. i =θ =φ B. i >θ =φ C. i>θ >φ 1-6. 在紫外光区测定时，吸收池的材料是（C） A．玻璃 B. 透明塑料 C. 石英 1-7. 棱镜的分光原理是根据构成棱镜的光学材料对不同波长的光具有不同的（C） A．透射 B. 色散率 C. 折射率 D. 反射 1-8. 同一光栅，二级光谱的色散率是一级光谱的（A） A．2倍 B. 1倍 C. 0.5倍 D. 不确定 1-9. 带光谱产生的原因（B） A. 炽热的固体 B. 受激分子 C. 受激原子 1-10下列色散元件中, 色散均匀, 波长范围广且色散率大的是( C ) A．滤光片 B. 玻璃棱镜 C. 光栅 D 石英棱镜 1-11某台原子吸收分光光度计，其线色散率为每纳米1.0 mm，用它测定某种金属离 子，已知该离子的灵敏线为403.3nm，附近还有一条403.5nm 的谱线，为了不干扰该 金属离子的测定，仪器的狭缝宽度达：( B ) A < 0.5mm B < 0.2mm C < 1mm D < 5mm 1-12在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是( C ) A. 原子光谱 B. 分子光谱 C. 可见分子光谱 D. 红外光谱 1-13 欲分析165～360nm的波谱区的原子吸收光谱, 应选用的光源为( D ) A 钨灯 B 能斯特灯 C 空心阴极灯D氘灯 1-14同一电子能级,振动态变化时所产生的光谱波长范围是( C ) A 可见光区 B 紫外光区 C 红外光区 D 微波区 2 问答题 2-1 光谱仪由哪几部分组成？它们的功能各是是什么？ 2-2 光谱仪的光源的种类及用途 2-3 单色器由哪几部分组成？它们的功能各是什么？ 3 计算题 3-1 若用每毫米刻有500条刻线的光栅观察钠的波长为590nm谱线，当光束垂直入射和以30°角入射时，最多能观察到几级光谱？ [解]根据光栅公式nλ = d(sinφ + sinθ) ，n为最大时其sinθ=1