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1、1 第 二 章 光 學(xué) 分 析 法 導(dǎo) 論Introduction to Optical Analysis 2 電磁波譜：電磁輻射按波長的長短順序排列起來。 描述電磁輻射的參數(shù)有波長、頻率、波數(shù)和能量。波 長 l： 10200 nm 真空（遠）紫外200400 nm（近）紫外400750 nm 可見光0.752.5 m 近紅外2.550 m 中紅外501000 m遠紅外11000 mm 微波11000 m 無線電波 1 nm=10 -9 m 1 m=10-6 m 1mm= 10-3 m 1cm=10-2 m 2.1 電磁輻射 3 scmsmcHzMHzsHzc /103/103)10()( 1

2、0861 l )()( 1 1 cmcml JeVsJheVJhE 1934 10602.1110626.6),( 頻率波數(shù)能量 4 nm400l )(1.310602.1 105 )(105105.710626.6 )(105.210400 1 )(105.7)(105.710400 103 1919 191434 147 81498 eV JhE cm MHzHz 5 光譜可分為：線光譜、帶光譜和連續(xù)光譜 線：產(chǎn)生于原子、離子 帶：產(chǎn)生于分子 連續(xù)：產(chǎn)生于固體顆粒線帶連續(xù)光譜I l2.2 原子光譜 6 1、原子光譜的產(chǎn)生 發(fā)射（E）：加熱使電子躍遷至高能態(tài)，回到低能態(tài)時發(fā)出光子吸收（A）：

3、處于低能態(tài)的電子吸收光子躍遷至高能態(tài)熒光（F）：用光使電子躍遷至高能態(tài)，返回后發(fā)熒光12n1n0 0E FA hh En2 7 強度 A10：躍遷幾率 n1：能態(tài)1上的原子個數(shù) 0101 EEhcchEEEchhE lll 1011010 hnAI 強度I、波長和形狀是描述光譜線的三個參數(shù)hEEhE 01 8 （1） 描述譜線形狀的參數(shù) 線型函數(shù)，即光強度隨波長變化的函數(shù)2、 譜線形狀 I l l 或 半寬度：在峰高一半的寬度（ ） 信號IIdIIdII )()( )()( )(00 9 （2）自然變寬（ ）NVNl 10-5 nm 1 高能態(tài)022E 1E測不準(zhǔn)原理2htE （3）熱(Dop

4、pler)變寬)( Dl（4） 壓力變寬)( plpl 10-3 nm Pp lDl 10-3 nm 10 正常自吸自蝕CuCu Cu火焰高溫低溫火焰中心高溫中Cu的發(fā)射被周圍低溫下基態(tài)Cu吸收，吸收后產(chǎn)生自吸或自蝕，表觀上變寬（5） 自吸、自蝕 11 1、 分子光譜產(chǎn)生eVE eVE eVE EEEEErve rve005.005.0 05.01 201轉(zhuǎn)動能量振動能量電子能量為分子的總能量電子躍遷 分子基態(tài)，單重態(tài)S，二個電子同處于基態(tài)，二電子自旋方向相反。分子激發(fā)態(tài)，單重態(tài) S，一個電子處于基態(tài)，一個電子處于高能態(tài)，二電子自旋方向相反。 分子激發(fā)態(tài)，三重態(tài) T，一個電子處于基態(tài)，一個電子處于高能態(tài)，二電子自旋方向相同。振動轉(zhuǎn)動 二原子間距改變，即鍵長改變，或鍵長不變，鍵角變化鍵長和鍵角都不變，只旋轉(zhuǎn)。內(nèi)能平動：能量是非量子化的。分子光譜：產(chǎn)生內(nèi)能的變化 2.3 分子光譜 12 2、 分子光譜形狀 0-0 0-1 0-2稀薄氣體，振動、轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)存在中等氣體壓力，振動結(jié)構(gòu)分子間作用力小的液體，振動結(jié)構(gòu)存在 分子間作用力大的液體，振動轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)均消失