吉林大学《仪器分析》2-光学分析法导论

1第二章光学分析法导论IntroductiontoOpticalAnalysis2电磁波谱：电磁辐射按波长的长短顺序排列起来。描述电磁辐射的参数有波长、频率、波数和能量。波长l：10~200nm真空（远）紫外200~400nm（近）紫外400~750nm可见光0.75~2.5m近红外2.5~50m中红外50~1000m远红外1~1000mm微波1~1000m无线电波1nm=10-9m1m=10-6m1mm=10-3m1cm=10-2m2.1电磁辐射3scmsmcHzMHzsHzc/103/103)10()(10861l)()(11cmcmlJeVsJheVJhE193410602.1110626.6),(频率波数能量4例nm400l)(1.310602.1105)(105105.710626.6)(105.2104001)(105.7)(105.710400103191919143414781498eVJhEcmMHzHz5光谱可分为：线光谱、带光谱和连续光谱线：产生于原子、离子带：产生于分子连续：产生于固体颗粒线带连续光谱Il2.2原子光谱61、原子光谱的产生发射（E）：加热使电子跃迁至高能态，回到低能态时发出光子吸收（A）：处于低能态的电子吸收光子跃迁至高能态荧光（F）：用光使电子跃迁至高能态，返回后发荧光12n1n00EFAhγhγΔΔEn27强度A10：跃迁几率n1：能态1上的原子个数0101EEhcchEEEchhElll1011010hnAI强度I、波长λ和形状是描述光谱线的三个参数hEEhE018（1）描述谱线形状的参数线型函数，即光强度随波长变化的函数2、谱线形状Ill或半宽度：在峰高一半的宽度（）信号IIdIIdII)()()()()(009（2）自然变宽（）NVNl~10-5nm1高能态022E1E测不准原理12htE（3）热(Doppler)变宽)(Dl（4）压力变宽)(plpl~10-3nmPplDl~10-3nm10正常自吸自蚀CuCuCu火焰高温低温火焰中心高温中Cu的发射被周围低温下基态Cu吸收，吸收后产生自吸或自蚀，表观上变宽（5）自吸、自蚀111、分子光谱产生eVEeVEeVEEEEEErverve005.0~05.005.0~120~1转动能量振动能量电子能量为分子的总能量电子跃迁分子基态，单重态S，二个电子同处于基态，二电子自旋方向相反。分子激发态，单重态S，一个电子处于基态，一个电子处于高能态，二电子自旋方向相反。分子激发态，三重态T，一个电子处于基态，一个电子处于高能态，二电子自旋方向相同。振动转动二原子间距改变，即键长改变，或键长不变，键角变化键长和键角都不变，只旋转。内能平动：能量是非量子化的。分子光谱：产生内能的变化2.3分子光谱122、分子光谱形状0-00-10-2稀薄气体，振动、转动结构存在中等气体压力，振动结构分子间作用力小的液体，振动结构存在分子间作用力大的液体，振动转动结构均消失