中国科学技术大学：《物质成分光谱分析》课程教学课件（讲稿）光谱分析基础知识、原子吸收光谱法的发展简史

物质成份的光谱分析2025-02-25

物质成份的光谱分析 2025-02-25

PART03光谱分析基础知识

PART 03 光谱分析基础知识

中国科学技术大学基础知识LniersinvaESeienceandTechnoiyofC!E1.1基本概念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。1.电磁辐射电磁辐射是高速通过空间的光子流，通常简称为光它具有二象性，即：波动性和粒子性。波动性表现在光的折射、衍射和干涉等现象；粒子性表现在光电效应等现象

基础知识 1.1 基本概念 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。 1．电磁辐射 电磁辐射是高速通过空间的光子流，通常简称为光。 它具有二象性，即：波动性和粒子性。波动性表现在光的 折射、衍射和干涉等现象；粒子性表现在光电效应等现象

中国科学技术大学基础知识LniersinvaESeienceandTechnoiyofC每个光子的能量（E）与其频率（v）、波长（）及波数（）之间的关系为：EL=hv=hc/α=hco式中：h为普朗克常数（Planckconstant），其值为6.626×10-34J·s；c为光速，其值为3×1010cm?s-1；c为波数（wavenumber），其单位为cm-1；入为波长（wavelength），单位为cm。由上式可知：电磁辐射的波长越短，其光子的能量越高

基础知识 每个光子的能量（EL）与其频率（）、波长（）及波 数（）之间的关系为： EL=h=hc/=hc 式中：h为普朗克常数（Planck constant），其值为 6.62610-34Js；c为光速，其值为31010cms -1；为波数 （wave number），其单位为cm-1；为波长（wave length），单位为cm。 由上式可知：电磁辐射的波长越短，其光子的能量越高

中国科学技术大学基础知识LniersinvaESeienceandTechnoiyofC普朗克认为：物质对辐射能的吸收和发射是不连续的，是量子化的。当物质内的分子或原子发生能级跃迁时，若以辐射能的形式传递能量，则辐射能一定等于物质的能级变化，即△E=E=hv=hc/入

基础知识 普朗克认为：物质对辐射能的吸收和发射是不连续的， 是量子化的。 当物质内的分子或原子发生能级跃迁时，若以辐射能的 形式传递能量，则辐射能一定等于物质的能级变化，即 E=EL=h=hc/

中国科学技术大学基础知识LnieersinvaESeienceandTechnoiyofs2.电磁波谱将各种电磁辐射按照波长或频率的大小顺序排列起来即称为电磁波谱各波谱区所具有的能量不同，其产生的机理也各不相同。例如：红外光区的光是由分子的振动和转动能级跃迁产生的；近紫外区和可见光区的光是由于原子及分子的价电子或成键电子能级跃迁产生的。因此可根据所使用的不同波谱区，建立起不同的分析方法

基础知识 2. 电磁波谱 将各种电磁辐射按照波长或频率的大小顺序排列起来 即称为电磁波谱。 各波谱区所具有的能量不同，其产生的机理也各不相 同。例如：红外光区的光是由分子的振动和转动能级跃迁 产生的；近紫外区和可见光区的光是由于原子及分子的价 电子或成键电子能级跃迁产生的 。 因此可根据所使用的不同波谱区，建立起不同的分析 方法

中国科学技术大学基础知识LniersinvaESeienceandTechnoiyofC3.单色光、复合光和互补色光（1）单色光：具有同一波长（或频率）的光称为单色光（2）复合光：由不同波长的光组合而成的光称为复合光单色光很难从光源获得，多数光源如：太阳、白炽灯和氢灯等发出的光都是复合光，通过适当的手段可以从复合光中获得单色光

基础知识 3. 单色光、复合光和互补色光 （1）单色光：具有同一波长（或频率）的光称为单色光。 （2）复合光：由不同波长的光组合而成的光称为复合光。 单色光很难从光源获得，多数光源如：太阳、白炽灯 和氢灯等发出的光都是复合光，通过适当的手段可以从复 合光中获得单色光

中国科学技术大学基础知识TniersinvaESeienceandTechnoiyofC!人的眼睛对不同光的感受不一样。凡是能被肉眼感受到的光称为可见光；可见光的波长范围为400~780nm。凡是超出此范围的光，人的眼睛感觉不到

基础知识 人的眼睛对不同光的感受不一样。凡是能被肉眼感受到 的光称为可见光；可见光的波长范围为400~780 nm。 凡是超出此范围的光，人的眼睛感觉不到

中国科学妆术大学基础知识LnieersinvaESeienceandTechnoiyofs可见光范围内，不同波长的光会让人感觉不同的颜色。例如：日光属于可见光，它是由红、橙、黄、绿、青、蓝紫等各种颜色光按一定比例混合而成的白光。当通过棱镜后，白光中各种波长的光被彼此分离开来，从而得到了各种不同颜色的单色光

基础知识 可见光范围内，不同波长的光会让人感觉不同的颜色。 例如：日光属于可见光，它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、 紫等各种颜色光按一定比例混合而成的白光。 当通过棱镜后，白光中各种波长的光被彼此分离开来，从而 得到了各种不同颜色的单色光

中国科学技术大学基础知识TniersinvaESeienceandTechnoiyofC（3）互补色光：如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合也可得到白光，这两种颜色的光称为互补色光。例如：绿色与紫色为互补色，黄色与蓝色为互补色，通过表1-2可以了解各种颜色对应的互补色

基础知识 （3）互补色光：如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混 合也可得到白光，这两种颜色的光称为互补色光。 例如：绿色与紫色为互补色，黄色与蓝色为互补色，通过表 1-2可以了解各种颜色对应的互补色