石河子大学：《仪器分析 Instrumental Analysis》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 光分析法导论（田丽萍）

仪器分析 Instrumental analysis 生物技术02假本斜费姗义 2005 石河子大学田丽萍 2021/2/23 生物工程学院

2021/2/23 生物工程学院 1 2005 石河子大学 田丽萍 仪器分析 Instrumental Analysis 生物技术02级本科班讲义

第一节光分析基础 第四章 fundamental of optical analysIs 光分析法导论 第二节光谱法仪器与光 troduction t学器件 optical analysis instruments for spectro metry and optical parts 2021/2/23 生物工程学院

2021/2/23 生物工程学院 2 第四章 光分析法导论 第一节 光分析基础 fundamental of optical analysis 第二节 光谱法仪器与光 学器件 instruments for spectro￾metry and optical parts an introduction to optical analysis

第四章光分析法导论 基本要求: >1.了解光与物质的相互作用特点及其与光 学分析法的关系; >2.了解光学分析法的基本分类; >3.掌握光学分析仪器的基本构成单元及 其作用。 2021/2/23 生物工程学院

2021/2/23 生物工程学院 3 第四章 光分析法导论 基本要求： ➢1.了解光与物质的相互作用特点及其与光 学分析法的关系； ➢2.了解光学分析法的基本分类； ➢3.掌握光学分析仪器的基本构成单元及 其作用

、光分析及其特点 第四章 optical analysis and its feature 光分析法导论 、电磁辐射的基本性质 properties of electromagnetic an introduction to radiation optical analysis 、光分析法的分类 classification of optical analysis 第一节 四、各种光分析法简介 光分析基础 a briefintroduction of optical analysis fundamental of 五、光分析的进展 optical analysis development of optical analysis 2021/2/23 生物工程学院

2021/2/23 生物工程学院 4 第四章 光分析法导论 一、光分析及其特点 optical analysis and its feature 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 四、各种光分析法简介 a brief introduction of optical analysis 五、光分析的进展 development of optical analysis an introduction to optical analysis 第一节 光分析基础 fundamental of optical analysis

第一节光分析基础 光分析法及其特点 optical analysis and its characteristics 光分析法:基于电磁辐射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:y射线~无线电波所有范围; 相互作用方式:发射、吸收、反射、折射、散射、干 涉、衍射等; 光分析法在定性、定量和研究物质组成、结构表征、 表面分析等方面具有其他方法不可区代的地位; 2021/2/23 生物工程学院 5

2021/2/23 生物工程学院 5 第一节 光分析基础 一、光分析法及其特点 optical analysis and its characteristics 光分析法：基于电磁辐射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： 射线～无线电波所有范围； 相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干 涉、衍射等； 光分析法在定性、定量和研究物质组成、结构表征、 表面分析等方面具有其他方法不可区代的地位；

个基本过程: (1)能源(电磁辐射:7射线~无线电波)提供能量(辐射能-跃迁 :电子跃迁-紫外,振动跃迁一红外,转动跃迁一微波); (2)能量与被测物之间的相互作用(发射、吸收、反射、折射、 散射、干涉、衍射等); (3)产生信号(辐射信号) 基本特点: (1)所有光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。 2021/2/23 生物工程学院 6

2021/2/23 生物工程学院 6 三个基本过程： （1）能源（电磁辐射： 射线～无线电波）提供能量（辐射能-跃迁 ：电子跃迁-紫外，振动跃迁-红外，转动跃迁-微波）； （2）能量与被测物之间的相互作用（发射、吸收、反射、折射、 散射、干涉、衍射等）； （3）产生信号（辐射信号） 。 基本特点： （1）所有光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

电磁辐射的基本性质 basic properties of electromagnetic radiation 1、电磁辐射具有波动性和微粒性 电磁辐射:以接近光速(真空中为光速)通过空间传播 能量的电磁波; calv=vo E=hv=hc/ c:光速;:波长;v:频率;σ:波数; E:能量;h:普朗克常数 2021/2/23 生物工程学院

2021/2/23 生物工程学院 7 二、电磁辐射的基本性质 basic properties of electromagnetic radiation 1、电磁辐射具有波动性和微粒性 电磁辐射：以接近光速（真空中为光速）通过空间传播 能量的电磁波； c =λν =ν/σ E = hν = h c /λ c：光速；λ：波长；ν：频率；σ：波数； E ：能量； h：普朗克常数

电磁辐射具有波动性和微粒性(波粒二象性): ◆(1)光的波动性: 光的传播如光的折射、衍射、偏振和干扰等现象可以 用光的波动性来解释。 描述波动性的重要参数是波长λ、频率v和光速C,它 们的关系是: 频率 波动性 入=C 波长 c光速=2.9979×10%m =2.9979×10cms 2021/2/23 生物工程学院 8

2021/2/23 生物工程学院 8 电磁辐射具有波动性和微粒性（波粒二象性）： （1） 光的波动性： 光的传播如光的折射、衍射、偏振和干扰等现象可以 用光的波动性来解释。 描述波动性的重要参数是波长、频率和光速C，它 们的关系是： 波动性  ＝C ∕ 波长 频率 c光速＝2.9979×108m·s-1 ＝2.9979×1010cm·s-1

(2)光的微粒性 还有一些光学现象,如光电效应、光的发射和吸收 等,只能用光的微粒性才能满意地解释。光是由带有能 量的微粒组成的,这种微粒称为光子或光量子。光子的 能量与它的频率成正比,或与波长成反比,而与光的强 度无关。 e=hy=h 粒子性 普朗克常数 h=6.6262×10-34J·s 2021/2/23 生物工程学院 9

2021/2/23 生物工程学院 9 （2） 光的微粒性 还有一些光学现象，如光电效应、光的发射和吸收 等，只能用光的微粒性才能满意地解释。光是由带有能 量的微粒组成的，这种微粒称为光子或光量子。光子的 能量与它的频率成正比，或与波长成反比，而与光的强 度无关。 粒子性 普朗克常数 h ＝6.6262×10-34J·s

2、电磁波谱 电磁辐射(电磁波)按其波长可分为不同区域电磁波谱: 射线5*103~0.14mm X一射线10-3~10nm 远紫外10~200nm 近紫外200~400mm 可见光400~760nm 近红外0.75~25um 中红外2.5~50um 远红外50~1000um 微波 0.1~100cm 无线电波1~1000m Y一射线波长最小,能量最大;无线电波波长最大,能量最小。 2021/2/23 生物工程学院 10

2021/2/23 生物工程学院 10 2、电磁波谱 电磁辐射(电磁波)按其波长可分为不同区域-电磁波谱： 一射线 5*10-30.14nm X一射线 10-310nm 远紫外 10200nm 近紫外 200400nm 可见光 400760nm 近红外 0.752.5m 中红外 2.550m 远红外 501000m 微波 0.1100cm 无线电波 11000m 一射线波长最小，能量最大；无线电波波长最大，能量最小