光谱分析讲义
光谱分析基础知识PPT课件
20世纪50年代原子物理学的发展促进了 原子吸收分光光度法、原子荧光分光光度法 的兴起。
20世纪60年代等离子体、傅里叶变换和 激光技术的出现，促进了光谱分析的深入发 展。
20世纪70年代出现了等离子体-原子发射 光谱分析，傅里叶变换红外光谱法和激光光 谱法等一系列分析技术。
值得一题的是20世纪70年代发展起来的 激光共振电离光谱法，它的灵敏度达到了极 限，可以检测单个原子。
光谱分析，一般依其波长及其测定的方 法可以分为：射线(0.005~1.4Ả)；
X射线 (0.1~100Ắ)； 光学光谱(100 Ắ ~1000m)； 微波波谱(0.1~100cm)。
❖狭义：通常所说的光谱，一般仅指光学光 谱而言。
2．光学光谱的分类 （1）依其波长及其测定的方法可以分为：
真空紫外光光谱：10~200nm 近紫外光光谱：200~400nm 可见光谱：400~800nm 近红外光谱：800nm~2.5m 中红外光谱： 2.5~50m 远红外光谱： 50~1000m
1.2 光谱分析法概述
1．光谱的定义
❖ 广义：各种电磁波辐射都叫做光谱。
自然界的一切物质可以与各种频率的 电磁波辐射发生相互作用，这种作用表现 为对光的吸收或吸收光后再发射出各种波 长的光，这取决于各自的特殊物质结构。
根据各种不同的物质吸收或者发射出 某一特征频率的光信号及信号强度的大小 可以实现物质的定性与定量分析。
a.原子光谱：原子核外电子在不同能级间跃 迁而产生的光谱称为原子光谱（atomic spectrum）。它们的表现形式为线状光谱。
b.分子光谱：在辐射能作用下，因分子内能 级间的跃迁而产生的光谱称为分子光谱 （molecular spectrum）。由于在分子中各质 点的运动比单个原子复杂，因此分子光谱比 原子光谱复杂得多。
光谱分析法概论定稿资料课件
光谱分析法的应用领域
• 总结词：光谱分析法的应用领域广泛，包括化学、物理、地质、环境科学、医学和生物学等领域，可用于研究 物质的组成、结构和性质等。
光谱分析法分类
原子光谱法
原子吸收光谱法（AAS）
利用原子吸收特定波长的光辐射，测量吸收线位置和强度，确定 元素种类和浓度。
原子发射光谱法（AES）
通过测量原子发射的特定波长的光辐射，确定元素种类和浓度。
原子荧光光谱法（AFS）
利用原子吸收特定波长的光辐射后，通过测量荧光辐射的波长和强 度，确定元素种类和浓度。
结合光学显微镜技术，实现对微观结 构和成分的高分辨率光谱分析。
人工智能与机器学习
利用人工智能和机器学习技术，实现 光谱数据的自动解析和模式识别。
提高光谱分析的精度和灵敏度
高精度光谱仪器的研制
研发更高精度的光谱仪器，提高光谱分析的分辨率和准确性。
化学计量学方法
利用化学计量学方法，优化光谱数据处理和分析过程，提高光谱分 析的灵敏度和可靠性。
品的完整性。
多元素同时分析
光谱分析法可以同时检测样品 中的多种元素，提高分析效率。
应用广泛
光谱分析法可以应用于各种领 域，如化学、生物学、医学、
环境监测等。
缺点
样品准备要求高
光谱分析法对样品的准备要求 较高，需要将样品进行均匀混
合、研磨等处理。
仪器成本高
光谱分析法需要使用高精度的 仪器，因此仪器成本较高。
光谱分析培训资料
光谱分析正在从传统的单一维度信息获取向多维度信息获取方向发展。例如，红外光谱可 以同时获取样品的化学成分和分子结构信息，X射线衍射可以同时获取样品的晶体结构和 化学成分信息。
光谱分析在各领域的展望
01
环境监测
光谱分析在环境监测领域有着广泛的应用。例如，红外光谱可以用于
检测大气中的有害气体，紫外-可见光谱可以用于检测水体中的重金属
光的吸收
当光线通过物质时，物质会吸收特定波长的光，导致光谱中这些波长的光强 度减弱或消失。吸收的光谱与物质的组成和结构密切相关。
光的散射
光线通过物质时，除了被吸收外，还会发生散射现象。散射光线的方向和波 长都可以用来研究物质的微观结构和性质。
光谱线的强度与宽度
光谱线的强度
光谱线的高度或强度可以反映原子的数量或浓度。高浓度或高数量的原子会产生 更强的光谱线。
宝石鉴定与文物鉴赏
总结词
光谱分析可用于宝石鉴定和文物鉴赏，以确定宝石的成 分、质量和真伪；鉴赏文物的材料、工艺和年代等信息 。
详细描述
在宝石鉴定中，光谱分析可被用于确定宝石的成分、结 构和缺陷，以评估其质量和真伪。例如，红外光谱技术 可用于检测宝石中的水分子或有机物；拉曼光谱技术可 用于检测宝石中的化学成分等。在文物鉴赏中，光谱分 析可用于确定文物的材料、工艺和年代等信息，以评估 其历史价值和文化内涵。例如，X射线荧光光谱技术可 用于检测文物的元素组成；红外光谱技术可用于检测文 物的涂料层等。
02
光谱分析基础知识
原子能级与跃迁
原子能级
原子中的电子处于不同的能级状态，这些能级状态具有不同 的能量值。能级之间的跃迁是光谱分析的基础。
跃迁原理
当原子受到外部能量的刺激时，电子从高能级跃迁到低能级 ，同时释放出特定波长的光。通过对这些光的检测和分析， 可以了解原子的结构和性质。
荧光光谱分析讲义
荧光光谱分析一、实验目的1、了解荧光光谱的基本原理；2、熟悉荧光光谱仪的基本原理和操作规程；3、了解荧光光谱的基本分析方法。
二、荧光光谱原理分子吸收辐射后,使其价电子处于不稳定的激发态，随后以光的形式辐射出能量、这称为“光致发光”。
在二次发光的发射过程中，最常见的两种光致发光是分子荧光(fluorescence)和分子磷光(phosphorescence)。
由测量分子荧光和磷光强度而建立起来的定量分析法称为分子荧光分析法和分子磷光分析法。
在化学反应过程中，分子吸收反应释放出的化学能产生激发态物质，这种激发态物质发出的光辐射称为化学发光(chemiluminescence)。
根据化学发光强度或发光总量来确定物质组分含量的分析方法称为化学发光分析法。
化学发光分析、分子荧光分析和磷光分析统称为分子发光分析法。
2.1、荧光及磷光的产生原理含有孤对电子n和π轨道的分子，吸收光能后产生ππ* 和nπ* 电子跃迁。
在通常情况下，基态分子的电子自旋是配对的，净自旋S＝0，光谱项的多重性2S+1＝l，这种状态称为单重态。
电子激发态的多重性也是2S+1。
若有一个电子激发至高能轨道时，当S=0, 此时分子所处的状态就称为激发单重态；若—个电子激发至高能轨道，但S＝1时，即2S+l＝3，这种状态的分子就处于激发三重态。
假若分子中含有奇数电子，则S＝1/2时，分子处于二重态。
在图11-1电子激发能级图中，处于激发态的分子可以有多种辐射形式去激发而回到基态。
首先由于与同类分子或其它分子碰撞，损失一部分能量，产生无辐射跃迁。
然后，若能态的多重性不变(激发单重态向基态单重态跃迁)所产生的辐射称为荧光。
而能态的多重性改变(激发三重态向基态单重态跃迁)时产生的辐射称为磷光。
由图11-1可知，吸收光谱的能级高于荧光光谱能级，荧光光谱能级又高于磷光光谱能级。
所以，荧光波长较磷光短；荧光的寿命约为10-9～10-6s, 而磷光的寿命约为10-3～10s; 一般荧光在常温下即可以发射，但磷光必须在极低的温度下（液氮，-196oC）才可以发射。
光谱分析技术ppt课件
π*
>
>
>
n
π
σ
反键轨道
非键轨道 成键轨道 成键轨道
基本原理
1.σ→σ* 跃迁： 饱和烃（ C-C，C-H ） 能量很高，λ<150 nm
2. n→σ* 跃迁： 含杂原子饱和基团（-OH，-NH2） 能量较大，λ150~250 nm
3. π→π*跃迁： 不饱和基团（C=C，C ≡ C ） 能量较小，λ~ 200nm
脂
番茄红素
番茄红素在溶剂正己烷中的谱图
番茄红素在溶剂石油醚中的谱图
生物分子的紫外-可见吸收光谱
蛋白质
Proteins in solution absorb ultraviolet light with
absorbance maxima at 280 and 200 nm. Amino acids
with aromatic rings are the primary reason for the
共轭体系，E更小，λ> 200nm 4. n→π*跃迁：
含杂原子不饱和基团（C ≡N ，C=O ） 能量最小，λ 200~400nm
影响紫外-可见吸收光谱的因素
1 共轭效应
共轭体系越长， π与π*的能量差越小，红移效应和
增色效应越明显。
2 立体化学效应
空间位阻、跨环效应
3 溶剂的影响
溶剂效应
4 体系pH的影响
荧光强度与浓度的关系
荧光的淬灭
荧 光 淬 灭：荧光分子与溶剂分子或其它溶质分子 相互作用引起荧光强度降低或消失的现象。
荧光淬灭剂：这些溶剂分子或其它溶质分子称为荧 光淬灭剂（如卤素离子、重金属离子、 氧分子、硝基/羰基/羧基化合物等）。
光谱分析实验讲义
实验一火焰原子发射光谱法测定水样中的钠一、实验目的1. 了解火焰原子发射光谱仪的使用方法。
2. 学习利用火焰原子发射光谱测定水样中Na+含量的方法。
二、基本原理原子发射光谱分析（atomic emission spectrosmetry, AES ），是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。
当试样在等离子体光源中被激发，待测元素会发射出特征波长的辐射，经过分光，并按波长顺序记录下来，根据特征波长谱线的存在情况可以进行定性分析，测量其强度可以进行定量分析。
原子吸收分光光度法测定的是占原子总数99％以上的基态原子，而原子发射光谱测定的是占原子总数不到1％的激发态原子，所以前者的灵敏度和准确度比后者高的多。
但原子吸收光谱法适合分析微量、痕量元素，因此，火焰原子发射光谱法可以分析浓度高的样品。
三、仪器与试剂1. GGX-9 型原子吸收分光光度计（使用发射光谱检测功能）。
2. 空气压缩机（应备有除水、除油、除尘装置）。
3. 乙炔钢瓶。
燃气流量：0.9~1.2 l/min4. 容量瓶（50 mL ，100 mL ，l000 mL），移液管（5 mL），烧杯（100 mL，250 mL）。
5. 氯化钠（光谱纯）。
6. 浓硝酸（分析纯）。
四、实验步骤1. 钠的标准溶液配制（1）标准储备液配制钠标准贮备液：称取光谱纯氯化钠11.7000 g （准确到0.0001 g），用60 mL硝酸溶液溶解，用去离子水准确稀释至1000 mL,摇匀。
此溶液浓度为2 mg/mL （以Na计）。
（2）标准溶液配制取Na标准贮备液（2 mg/mL ）20 mL ,移入100 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀备用，此溶液Na含量为400冯/mL。
2. 工作曲线的绘制分别移取钠的标准溶液0.00 mL, 1.00 mL, 3.00 mL, 4.00 mL, 5.00 mL 于50 mL 容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。
光谱分析ppt
第二节 紫外-可见分光光度计
➢ 分光光度计:能从含有各种波长的混合光中将每 一单色光分离出来并测量其强度的仪器。
分析精密度高 测量范围广 分析速度快 样品用量少
➢根据使用的波长范围不同分为紫外光区、可见光区、 红外光区以及万用（全波段）分光光度计等。
10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm
☺ 发射光谱分析方法就是根 据每种元素特有的线光谱 来识别或检查各种元素。
线状光谱 由原子或 离子被激 发而发射
发 射 光 谱
带状光谱 由分子被 激发而发
射
连续光谱 由炙热的 固体或液 体所发射
二、光谱分析技术的分类
分子光谱 光谱技术
原子光谱
分子吸收法: 可见与紫外分光光度法、红外光谱法 分子发射法: 分子荧光光度法 原子吸收法：原子吸收法 原子发射法：发射光谱分析法、原子荧光法等
（五）其它因素的影响
吸光度读数刻度误差、仪器安装环境（如振动、温度 变化）、化学因素（如荧光、溶剂效应等）等也可影 响捡测结果的准确度。
三、紫外-可见分光光度计的类型
☺ 按其光学系统分可分为 单波长分光光度计 单光束单波长分光光度计 双光束单波长分光光度计 双波长分光光度计
➢ 单波长单光束分光光度计特点
①单光束光路，从光源到试样至接收器只有一个光通道； ②仪器只有一个色散元件，工作波长范围较窄； ③通常采用直接接收放大显示的简单电子系统，用电表或 数字显示； ④结构简单、附件少、功能范围小，不能做特殊试样如浑 浊样品、不透明样品等的测定。
检测准确性不够稳定，不能用于精密分析。
单波长单光束分光光度计
光深入到物体内部，将物体内部原子中的一部分束缚电 子激发成自由电子，但这些电子并不逸出物体，而是留 在物体内部从而使物体导电性增强，称为内光电效应。 利用内光电效应可制成光敏电阻、光敏二极管以及光电 池。
荧光光谱分析实验讲义
实验荧光光谱分析一、实验目的与要求：1. 了解荧光分光光度计的构造和各组成部分的作用；2. 掌握荧光分光光度计的工作原理；3. 掌握激发光谱、发射光谱及余辉衰减曲线的测试方法。
二、基本概念1. 发射光谱是指发光的能量按波长或频率的分布。
通常实验测量的是发光的相对能量。
发射光谱中，横坐标为波长（或频率），纵坐标为发光相对强度。
发射光谱常分为带谱和线谱，有时也会出现既有带谱、又有线谱的情况。
2. 激发光谱是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长（或频率）变化的曲线。
横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。
激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。
即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。
3. 余辉衰减曲线是指激发停止后发光强度随时间变化的曲线。
横坐标为时间，纵坐标为发光强度（或相对发光强度）。
三、测试仪器激发光谱、发射光谱及余辉衰减曲线的测试采用日本岛津RF-5301PC型荧光分光光度计。
从150W氙灯光源发出的紫外和可见光经过激发单色器分光后，再经分束器照到样品表面，样品受到该激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，再经荧光端光电倍增管倍增后由探测器接收。
另有一个光电倍增管位于监测端，用以倍增激发单色器分出的经分束后的激发光。
光源发出的紫外-可见光或者红外光经过激发单色器分光后，照到荧光池中的被测样品上，样品受到该激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，由光电倍增管转换成相应电信号，再经放大器放大反馈进入A/D转换单元，将模拟电信号转换成相应数字信号，并通过显示器或打印机显示和记录被测样品谱图。
四、样品制备液体试样液体试样应放入专用的液体样品槽中，固定到样品座中。
五、测试过程（一）RF-5301PC荧光分光光度计测试发射、激发光谱及余辉衰减曲线步骤先开机：打开Xe灯开关和主机开关。
开电脑。
双击电脑桌面的“RFPC”程序快捷键进入测试程序，会出现初始化界面，仪器依次检测ROM、RAM、EEPROM 激发狭缝、发射狭缝、激发单色器、发射单色器和基线，初始化完成后，进入到测试界面。
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第一章光谱分析的原理一、光谱和光谱分析1、光的本质光有粒子性，又有波动性，它的本质是粒子性的，波动性只是它的某些表现。
研究表明，光、电、磁现象密不可分，光、电、磁现象都是粒子运动时，受自然力作用影响，温度发生变化产生的不同效应。
它们都是我们可以观察到的物质结构间通过粒子运动传递能量现象，有着明显的共同性原理。
这三种现象是粒子流温度差异造成的，其中光效应是温度相对较高的粒子流，电效应次之，磁效应是温度相对较低的粒子流。
根据以上分析，光的本质又可称为是电磁波，根据电磁波波长范围不同，可分为通讯波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线和宇宙线等。
图1-1 电磁波的波长范围2、光速、频率和波长光速：是光在真空中的传播速度；C=3×105 m/s，C=λ·f，其中：λ为光的波长，f为光的频率。
光在真空中的传播速度是固定不变的。
3、光的色散光的颜色是由光波波长所决定的，一定波长的光线射到眼里就生成一定色的感觉。
可见光的波范围是：380—780nm。
白光是是由许多种波长的光按一定比例混合而成的，透过三棱镜可以呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的光谱。
其波长范围为：红640—780nm橙640—610nm黄610—530nm绿505—525nm蓝505—470nm紫470—380nm其中红光波长最长，紫光波长最短，中间各种色光由红到紫递减。
单色光：只有一种波长，不能再行分解的光叫做单色光；复色光：含有若干种波长成份的混合光就叫做复色光。
光的色散：复色光分解成单色光的现象，叫做光的色散。
光谱：由色散形成的光按一定次序排列的光带叫做“光谱”。
4、光谱的分类光谱又分为发射光谱、吸收光谱和荧光光谱。
发射光谱：因物质的原子、离子或分子由较高能态向较低能态或基态跃迁而产生的光谱，称为发射光谱。
由发光体所发出的光直接得到的光谱都是发射光谱。
吸收光谱：物质的原子、离子或分子将吸收与其内能变化相对应的频率而由低能态或基态过渡到较高的能态，这种因物质对辐射的选择性吸收而得到的原子或分子光谱，称为吸收光谱。
当白光通过炽热蒸气或气体后再发生色散时，就形成在连续光谱的背景上分布着许多暗线的光谱，这种光谱就是吸收光谱，这种光谱与吸收物质的分子、原子结构有关，建立在这个关系上的分析方法有比色分析、吸收光谱分析（分光光度分析）和原子吸收光谱分析。
荧光光谱：通过激发态粒子与其他粒子的碰撞，而把激发能转变为热能（称为无辐射跃迁）；但是，在某些情况下，这些激发态原子或分子可能先通过无辐射跃迁过渡到较低的激发态，然后再以辐射跃迁形式过渡到基态，或都直接以辐射跃迁形式过渡到基态，通过这种方式获得的光谱，即称为荧光光谱。
实际上是发射光谱的一种（二次发射）。
5、发射光谱的分类：分为以下三大类：（1）连续光谱即包含从红到紫各种色光的光谱。
这种光谱从长波到短波连成一片，其间没有间断，没有暗线和明线之分，这种光谱叫做连续光谱。
连续光谱只与物体的温度有关，而与物质的组成无关，因此对元素分析没有用处。
（2）带光谱又称分子光谱，是由于不连续的振动能级叠加在分子的基态电子能级上，当发生电子能级之间的跃迁时，产生一系列紧密排列的线光谱，因仪器不能分辨而呈现带状，称为带光谱。
分子的红外、紫外和可见光谱都是带光谱。
当光源中存在气态基团或小分子时也会产生带光谱，如HO、MgOH、CaO、NaCl产生的光谱。
（3）线状光谱这种光谱只有一些不相连续的明线，其他区域都是黑暗的。
当原子、离子及分子处于气态时，相应的发射光谱才具有线状态光谱的特征。
因此，原子、离子或分子处于气态，是得到它们线光谱的必要条件之一。
线状光谱中的一些明线称为光谱线。
线状光谱是与原子或离子的结构有关，各种元素在低压炽热气所发射的线状光谱，光谱线的数目、位置和强度都不相同，因此，线状光谱是元素存在的标志，这是光谱分析的理论基础。
二、光谱分析的一般原理1、光谱分析定义根据物体的光谱来判定它的化学成分的方法，叫做光谱分析。
2、光谱分析原理光谱分析的时候，把试样物质的光谱跟各种已知元素线状的光谱进行比较，如果发现试样的物质的光谱中存在某种元素的谱线，就可以断定试样物质含有那一种元素。
光谱分析一般分发射光谱分析和吸收光谱分析二种。
光谱分析中常用的是线状光谱。
3、光谱分析的分类可分为定性分析、半定量分析和定量分析两大类。
定性分析：是基于每一种元素的原子被激发后，可以得到其特有的光谱来判定试样中某元素是否存在。
因此，当将试样放在电弧、电火花或火焰中时，它们发出不同的光来，在光谱线图像中能够找到该特征元素是否存在的特征线。
最后线：一种元素其谱线不止一条能用来检查试样中该元素是否存在，因此不必利用该元素的所有谱线，而只需要少数灵敏线。
这种灵敏线也叫最后线，它是指该元素存在量最微小时，最后在光谱中消失的那一根谱线。
定量分析：测出谱线的强度，推算某一元素的试样中的含量，这样的分析，叫做光谱定量分析。
半定量分析：用眼睛来估计谱线的强度，来粗略地决定试样中元素的含量，这种分析叫做光谱半定量分析。
分析线和比较线：在分析时，为了测定相对强度，通常选定一分析线对，即一根分析线和一根比较线，比较线通常采用基体元素的谱线，如分析钢中合金元素时通常用铁谱线，而分析铝合金时常用铝谱线。
三、看谱分析的原理1、看谱分析的定义是测定物质化学组成的一种分析方法，它利用激发光源对分析试样提供能量，使试样中的原子受激发而发光，借助于看谱镜中的分光装置则可观察到光谱，从而进行化学元素的定性和半定量测定，这种方法具有设备简单、操作方便，分析速度快，应用范围广等特点。
2、看谱分析的三大步骤看谱分析按以下三大步骤进行工作：（1）激发—特征光谱的辐射。
（2）分光—把复合光分解成单色光。
（3）鉴别—对可见光部分的特征光谱进行识别和强度评定，达到定量和半定量分析的目的。
3、看谱定性分析的工艺要点看谱定性分析分为局部定性分析和全定性分析两种。
局部定性分析：是指只测定样品中是否有某几种元素的含量。
全部定性分析：是指要测定样品中所包含的全部元素的含量。
实际操作步骤：激发电弧，转动波长鼓轮，调到待测谱线波长附近，进行分析比较。
工艺要点：（1）灵敏线的选择：一般情况下，选择最后线作为灵敏线。
（2）激发条件和放电参数的选择：主要根据待测光谱灵敏线的性质和试样状态选择激发光源。
对于灵敏线激发位能低的元素通常用火焰和电弧光源即可达到目的。
在选定光源后，改变光源条件，选择使灵敏线光强为最大值的条件为测量条件。
（3）分析和比较：观察灵敏线出现的条数及其强度变化，从而确定该元素存在的大致含量。
4、半定量分析是利用试样中的杂质线（分析线）和附近的基体线（比较线）进行强度的比较来测定的。
对于这些基体线，在不同杂质含量时，会出现与杂质线强度相等或较强、较弱的情况。
利用一套已知含量的标准试样，可以进行杂质线与基体线的分析和比较，从而进行试样中杂质百分含量的判断。
第二章光谱仪器成像的基本知识一、光谱仪器的成像原理光谱仪器是将光按其波长分解而排列起来的一类仪器。
常用光谱仪是建立在空间色散原理上的仪器，是狭缝光谱仪器。
光谱仪器最基本的作用要求是：（1）将光按波长分解开来。
（2）把已分解的光按其波长记录下来。
光谱仪器的主要结构和组成：（1）光源—利用火焰、电弧、火花等使试样中的原子获得能量，原子中的外层电子在接受能量后发生跃迁而辐射出的一定波长的光束。
（2）入射系统—包括入射狭缝和准直物镜。
狭缝作为实际光束的限制并代替新的光源，准直物镜是使光线成平行后射入色散系统。
（3）色散系统—将复杂的组合的入射光束分解成一系列光谱。
（4）成像系统—将已分开的各波长的光成像于观察器或记录器上。
（5）记录系统—将成像的光谱用目视、摄谱、光电接收等方法记录下来。
图2-1光谱仪器结构方框图光谱仪的最基本光路如下图：二、光的基本知识几何光学：利用几何的方法来研究成像问题。
物理光学：研究光的本性。
利用物理光学可以解释几何光学所能解释的问题，而且还能解释几何光学不能解释的问题。
一般光学仪器的成像原理可以用几何光学来解释。
光的传播四个基本定律：（1）直线传播定律：光在透明而均匀的媒质中是沿直线传播的。
（2）光束的独立性定律：光在传播过程中各自独立地进行，各部分互不干涉影响，各自直线前进，好像其他光束不存在似的传播着。
（3）光的反射定律：当光线入射到异质透明界面上时，一部分反射出来，而另一部分折射一个角度进入第二介质中去。
入射光线、界面法线和反射光线位于同一平面上，入射角和反射角绝对值相等，但符号相反。
反射光线的强度永远小于入射光线。
光的损失大小取决于入射角大小、光线的成份以及反射面的性质。
（4）光的折射定律：当光线由一种透明均匀的介质进入另一种透明均匀的介质时，在两介质间的抛光分界面上，入射光线与分界线在相交点处使光线改变了方向，这种现象称为折射现象。
三、转像棱镜的作用转像棱镜主要用来改变光轴的方向。
棱镜较平面反射镜有以下的优点：（1）反射棱镜反射时，光线没有能量损失。
而平面镜反射时，光能损失5~10%左右。
（2）反射棱镜反射时，反射面上不要求镀银，而平面反射镜的反射表面则要求镀银。
（3）应用棱镜时，不产生双像，如果平面镜的面不是精确地彼此平行，则内镀银的平面产生双像。
（4）棱镜较平面反射镜易于安装，易于调整。
四、光谱仪器的色散在光谱仪器上，色散与分辨率是用来评定仪器的质量和性能的主要指标。
（1）色散色散表示不同波长的光在空间分开的情况。
可以用角色散和线色散来表示。
角色散是表示不同波长的光色散后分开的角度，它和色散元件及其在仪器中的安放位置有关。
线色散是表示不同波长的光谱线在焦平面上分开的线距离。
（2）分辨率分辨率表示光谱仪器分开两极为靠近的光谱线的能力。
光谱仪器的分辨率主要取决于光谱线的成像质量，狭缝宽度和照明光源的特性。
五、棱镜的色散不同的玻璃有不同有折射率，而且同一种玻璃对不同的波长也有不同的折射率，这就是棱镜能使不同波长的光分解开的主要原因。
光谱仪器中，常用的是等腰三角棱镜。
六、光栅的色散多数平行等宽而且等距的狭缝（或锯齿形刻痕）即构成光栅，光栅的色散原理即是多缝的衍射原理，所以又称为衍射光栅。
第三章看谱镜看谱分析是利用看谱分析的方法，定性半定量来测定物质化学成分的一种分析方法。
它利用激发光源对分析试样提供能量，试样中的原子受激发以后就发光，通过光学系统接收以及色散，在目镜中看到光谱，选择所要分析的谱线，来达到定性、半定量分析。
本章主要介绍便携式34W型看谱镜的用途、结构及工作特点。
一、34W型携带式看谱镜的用途1、用途适用于390-700nm波长范围内对合金钢及有色金属合金进行目视、定性和半定量的快速光谱分析，主要分析的元素有：（1）钢：Cr Mo V Ni W Ti Mn Cu Co Si Nb Al 等。