石河子大学：《仪器分析》课程教学课件（应化仪器分析）第2章 光谱分析引论

第2章光谱分析法引论

第2章 光谱分析法引论

光学分析法 光学分析法是根据物质发射的电磁 辐射或电磁辐射与物质相互作用而 建立起来的一类分析化学方法。 ■ 光学分析法的目的：进行物质结构 的确定及含量的测定

一 、光学分析法  光学分析法是根据物质发射的电磁 辐射或电磁辐射与物质相互作用而 建立起来的一类分析化学方法。  光学分析法的目的：进行物质结构 的确定及含量的测定

电磁辐射包括从y射线到无线电波的所 有电磁波谱范围（不只局限于光学光谱区）。 电磁辐射与物质相互作用的方式有发 射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍 射、偏振等

电磁辐射包括从射线到无线电波的所 有电磁波谱范围(不只局限于光学光谱区)。 电磁辐射与物质相互作用的方式有发 射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍 射、偏振等

102nm 100nm 10-nm 10+nm 0.1cm 10 cm 103cm 105cm X射线 紫外 红外 微波 无线电波 见 紫外： 200-400nm 可见： 400-750m 红外： 0.75-50um

电磁波谱 光谱 能量/ev 波长 跃迁类型 Y射线光谱 >2.5×105 300mm 电子和核 的自旋

电 磁 波 谱 微波区 1.2 10-3 4.1 10-6 1 300 mm 电子和核 的自旋 无线电波区 300 mm 分子转动 能级 远红外光区 2.5 10-2 1.2 10-3 50 1000 m 中红外光区 0.50 2.5 10-2 2.5 50 m 分子振动 能级 近红外光区 1.6 0.50 0.8 2.5 m 可见光区 3.1 1.6 400 800 nm 外层电子 能级 近紫外光区 6.2 3.1 200 400 nm 真空紫外光区 1.2 102 6.2 10 200 nm K,L层电子 能级 X射线 2.51051.2 102 0.005 10nm 射线光谱 >2.5105 <0.005 nm 核能级 光谱 能量/eV 波长 跃迁类型

(1)高能辐射区：包括Y射线区和X线区。 (2)中能辐射区：包括紫外区、可见光区和 红外区，又称光学学谱区。 (3)低能辐射区：包括微波区和射频区

（1）高能辐射区：包括γ射线区和X线区。 （2）中能辐射区：包括紫外区、可见光区和 红外区，又 称光学学谱 区。 （3）低能辐射区：包括微波区和射频区

电磁辐射及其与物质的相互作用 光的波粒二象性：波动性 微粒性

电磁辐射及其与物质的相互作用 光的波粒二象性：波动性 微粒性

光的波粒二象性 光都是电磁波，具有电磁辐射的性质， 光的波动性：波长入（nm)、波数o(cm-)、 频率Y(H☑ Y=c/A=c o (c=3.0x108m/s) o=1/λ=Y/c

光都是电磁波，具有电磁辐射的性质， 光的波动性：波长λ（nm)、波数σ(cm-1 )、 频率γ(Hz) γ= c / λ= c σ (c=3.0x108m/s) σ = 1/ λ= γ/ c 光的波粒二象性

(1)波动性 电场 y=A sin(ot+)=A sin(2vt+) 磁场 传播方向 以Maxwll的观点，电磁辐射可以用电场矢量 E和磁场量H来描述，两种矢量都是正弦 波，并且垂直于波的传播方向。当辐射通 过物质时，与物质微粒的电场或磁场发生 作用，在辐射和物质间就产生能量传递

磁场 传播方向 电场 y = A sin(t + ) = A sin(2vt + ) 以Maxwll的观点，电磁辐射可以用电场矢量 E和磁场量H来描述，两种矢量都是正弦 波，并且垂直于波的传播方向。当辐射通 过物质时，与物质微粒的电场或磁场发生 作用，在辐射和物质间就产生能量传递。 （1）波动性

光的波粒二象性 光的微粒性：光子的能量E(焦耳、电子伏特) 能量与频率成正比，与波长成反比 E=hY=hc/λ=hco h=6.6262x10-34 普朗克常数)

光的微粒性：光子的能量E（焦耳、电子伏特） 能量与频率成正比，与波长成反比 E=h γ=hc/ λ=hc σ (h=6.6262x10-34 普朗克常数) 光的波粒二象性