1、17:23:10,第一章 光分析法导论,一、光分析及其特点 Optical analysis and its characteristics 二、电磁辐射的基本性质 Properties of electromagnetic radiation 三、光分析法的分类 Classification of optical analysis,第一节 光分析基础,Chapter 1. An introduction to optical analysis,2-1. Fundamental of optical analysis,17:23:10,一、光分析法及其特点 Optical analysis a
2、nd its characteristics,光分析法：基于物质发射、吸收电磁辐射以及待测物质与电磁辐射的相互作用所建立起来的分析方法；电磁辐射范围：射线无线电波所有范围；相互作用方式：吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等；,17:23:10,二、电磁辐射的基本性质 Basic properties of electromagnetic radiation,The wave-particle duality of light: Wave properties Refraction Diffraction,Reflection Scattering,V frequency, C velocity
3、 of light , wavelength, wave number,_,(1.1),17:23:10,Where h is Plancks constant, h=6.625610-34 J.s,2. Particular proper ( the Energy of a photon),(1.2),17:23:10,Characteristics of radiation：,(1) absorption 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) emission 将吸收的能量以光的形式释放出；(3) scatter 丁铎尔散射和分子散射；(4) refraction
4、 折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5) reflection(6) interference 干涉现象；(7) diffraction 光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8) polarization 只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光。,17:23:10,17:23:10,17:23:10,三、光分析分类 Classification of optical analysis,根据物质同辐射能作用的性质不同，光学分析法基本上可以分为spectroscopic methodnonspectroscopic method 光谱法: 基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生的
5、发射或吸收光谱的波长或强度进行分析的方法。AES 、AAS 、UV-Vis 、IR etc. 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；偏振法、干涉法、旋光法等；,17:23:10,一、原子光谱 Atom spectrum 二、分子光谱 Molecular spectrum,第二节 原子光谱与分子光谱,1-2. Atom spectrum and molecular spectrum,17:23:10,一、 原子光谱 Atomic spectrum,原子质点对电磁辐射的吸收、发射或发荧光。基于原子外层电子跃迁：原子吸收光谱（AAS）、 原子发射光谱（AES）、原子荧
6、光光谱（AFS） 基于原子内层电子跃迁： X射线荧光光谱（XFS） 基于原子核与射线的作用：Mssbauer谱,17:23:10,原子光谱为线状光谱，line 分子光谱为带状光谱；band,Atomic spectra,Molecular spectra,Why?,二、 分子光谱（带状光谱）Molecular spectrum,17:23:10,1.分子中的能量,E=Ee+ Ev + Er + En + Et + Ei Ee：electronic energy Ev：vibrational energy Er: rotational energy Ei: 内旋转能 En: 核能 Et: 平移能
7、,在一般化学反应中， En不变； Et 、 Ei较小；,17:23:10,在一般化学反应中， En不变； Et 、 Ei较小；E=Ee+ Ev + Er 分子产生跃迁所吸收能量的辐射频率：=Ee / h + Ev / h + Er / h,1-20ev 0.05-1ev 0.05ev,根据所需能量的不同将分子光谱分为： 电子光谱 紫外、可见光谱 振动光谱 红外光谱 转动光谱 微波和远红外光谱,17:23:10,3.跃迁类型与分子光谱,分子光谱复杂，电子跃迁时伴有振动和转动能级跃迁；分子的紫外-可见吸收光谱是由电子跃迁引起的，故又称电子光谱，谱带比较宽；分子的红外吸收光谱是由于分子中基团的振动和
8、转动能级跃迁引起的，故也称振转光谱；分子的荧光光谱是在紫外或可见光照射下，电子跃迁至单重激发态，并以无辐射弛豫方式回到第一单重激发态的最低振动能级，再跃回基态或基态中的其他振动能级所发出的光谱；分子的磷光是指处于第一最低单重激发态的分子以无辐射弛豫方式回到第一最低三重激发态，再跃迁回到基态所发出的光谱；,17:23:10,分子光谱（带状光谱）Molecular spectrum：,基于分子中电子能级、振-转能级跃迁；紫外光谱法（UV）；红外光谱法（IR）；分子荧光光谱法（MFS）； 分子磷光光谱法（MPS）；核磁共振与顺磁共振波谱（NMR、EPR）；,17:23:10,17:23:10,17:23:10,Ground state Excited state Excitation potential Resonance potential Resonance line元素由基态到第一激发态的跃迁最易发生，需要的能量最低，产生的谱线也最强，该谱线称为共振线 ，也称为该元素的特征谱线.,
