仪器分析课件光学分析法导论.ppt

二. 根据与电磁辐射作用的物质的存在形式可分为： 1．原子光谱：气态的单个原子或离子 2．分子光谱：分子 2．非光谱法：与能级跃迁无关 折射法 比浊法 旋光法 第三十页，共八十页，2022年，8月28日 §2-3 光学光谱法所用仪器 光学光谱仪基本上均由五部分组成，即：光源（辐射源）、单色器、样品池、检测器和信号显示系统（读出器件） 第三十一页，共八十页，2022年，8月28日 第三十二页，共八十页，2022年，8月28日 发射光谱仪不需要外加辐射源 吸收光谱仪仪器部件在一条直线上，荧光、 散射则辐射源与检测器成90°角。 第三十三页，共八十页，2022年，8月28日 2-3-1. 光 源 对光源的要求： 强度大（分析灵敏度高）、稳定（分析重现性好）。 第三十四页，共八十页，2022年，8月28日 连续 光源 紫外光 H2灯 160-375nm D2灯 可见光 W灯 340-2500nm 氙灯 250-700nm 红外光 Nernst灯 6000-5000cm-1之间有最大强度 硅碳棒 线光源 金属蒸汽灯 Hg灯 254-734nm Na灯 589.0nm，589.6nm 空心阴极灯 空心阴极灯 也称元素灯 高强度空心阴极灯 激光 红宝石激光器 693.4nm He-Ne激光器 632.8nm Ar离子激光器 515.4nm，488.0nm 发射光谱光源 直流电弧 电能 交流电弧 高压火花 ICP 第三十五页，共八十页，2022年，8月28日 2-3-2. 单色器（分光系统） 作用： 将复合光分解为按波长次序排列的单色光 第三十六页，共八十页，2022年，8月28日 （一）分光系统的基本结构和作用 照 明 系 统 准 直 系 统 色 散 系 统 投 影 系 统 KI KⅡ KⅢ L1 L2 照明透镜组 入射狭缝 准直镜 分光元件 暗箱物镜 物镜焦面 第三十七页，共八十页，2022年，8月28日 1．照明系统 照明透镜 L 到入射狭缝 S c. 使 S 得到均匀照明，即在 S 的全范围内光强度一致。 作用： 将光源 B 所发射的光线聚焦于狭缝 S，使 S 得到均匀照明 透镜组 K 在这里起到三个作用： a. 最大限度地从光源 B 采光，以聚集高的光能量； b. 使光源 B 的光线聚集于狭缝，S 相当于一个点光源发光； KI KⅡ KⅢ L1 L2 第三十八页，共八十页，2022年，8月28日 2．准直系统（平行光管） 平行光束入射分光元件是一切光谱仪分光的基础 作用：把狭缝 S 入射的光线转变为平行光束，使其到达分光元件的第一入射面时入射角完全相同。 KI KⅡ KⅢ L1 L2 第三十九页，共八十页，2022年，8月28日 3．色散系统 分光元件 作用：分光 4．投影系统 作用： 将各个波长的单色光分别聚焦于 O2 焦面 F 的不同位置，实现谱线分离 KI KⅡ KⅢ L1 L2 第四十页，共八十页，2022年，8月28日 （二）光谱仪的光学特性参数 1．色散率 光谱仪把不同波长的光分散开的能力（定性描述） （1）角色散率 表示： dθ/dλ（棱镜），dβ/dλ（光栅） 物理意义：两条波长差为dλ的光线被分光元件色散 后分开的角度。 （2）线色散率 Dl = d l /dλ 物理意义：波长差dλ的两条谱线在焦面上被分开的距离 第四十一页，共八十页，2022年，8月28日 2．分辨率 R 光谱仪的光学系统能够正确分辨紧邻两条谱线的能力。 仪器的理论分辨率： 两谱线的平均波长； 恰能分辨两条谱线的波长差 R值越大，分辨能力越强，一般光谱仪的分辨率在5000 ~ 60000之间。 第四十二页，共八十页，2022年，8月28日 例：光谱仪在300.0nm附近的R是50000，波长差为多少的谱线能分辨？ 练习 Δλ= /R = 300/50000 = 0.006nm 即Δλ≧0.006 nm 才能分辨 第四十三页，共八十页，2022年，8月28日 分辨率是光谱仪的一个综合指标，一方面与光谱仪的线色散率有一定关系，另一方面又与线色散率存在本质区别。如： 线色散率相同，但分辨率不同 第四十四页，共八十页，2022年，8月28日 3．集光本领 L 定 义：光谱仪的光学系统传递辐射的能力。 定义式： L = E / B 入射于狭缝的光源亮度B为一个单位时，在焦面上所得到的照度E。 一般： 光学元件数↑，L↓； 物镜焦距↑，L↓；