原子荧光原理及应用2010
原子荧光原理及使用流程
原子荧光原理及使用流程原子荧光是一种物质发光现象，其原理是通过激发原子内部的电子所致。
当物质受到能量激发时，原子内部的电子会跃迁到较高的能级上，随后又会重新回到基态。
在电子回到基态的过程中，会发出能量差对应的光子。
这些发射的光子构成了原子荧光。
原子荧光在实际应用中有着广泛的应用，例如元素分析、材料分析和环境监测等领域。
下面是原子荧光的使用流程。
第一步：样品制备和样品进样样品制备是进行原子荧光测试的首要步骤。
不同的测试目的需要不同的样品制备方法。
通常情况下，样品需要先进行消解，将固态或液态样品转化为溶液。
消解的方法包括酸消解、高温高压消解和微波消解等。
消解后的样品通常需要进行稀释、过滤或其他前处理步骤。
第二步：设备准备进行原子荧光测试需要各种仪器设备的准备。
其中主要包括原子吸收光谱仪（AAS）或电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）等检测设备、火焰或电感耦合等离子体源、玻璃空气鬼和适宜的光源、电子学元件和与仪器连接的电缆。
第三步：仪器校准和测试在进行实际测试前，需要对仪器进行校准。
校准可通过添加已知浓度的标准物质进行。
校准曲线可以由一系列已知浓度的标准物质独立测定得到，通过测量仪器的响应产生。
一旦仪器校准完毕，样品可以开始测定。
样品的进样通常使用自动进样器进行，样品按照预定的顺序自动进入示波器。
第四步：数据处理和分析原子荧光数据基本上是光信号的强度或荧光峰的面积。
这些数据通常通过仪器固有的数据处理软件进行处理。
处理后的数据可以用于定量分析和质量控制。
在定量分析中，可以通过与校准曲线进行对比，确定样品中元素的浓度。
此外，还可以利用原子荧光数据进行质量控制，确定样品中各元素含量是否符合标准。
总结起来，原子荧光的使用流程主要包括：样品制备和进样、仪器设备准备、仪器校准和测试以及数据处理和分析。
这一流程需要专业知识和技术支持，但也为物质分析和环境监测等领域提供了一种有效的手段。
原子荧光光度计概述和原理
原子荧光光度计概述和原理原子荧光光度计的原理基于原子的激发和辐射过程。
当原子受到能量激发时，其电子会跃迁到高能级，形成激发态。
然后，在粒子间碰撞、光电离等过程的作用下，激发态电子会跃迁回到低能级，释放出其余能量以光的形式辐射出去，即产生荧光。
这些光具有特定的波长和强度，反映了原子的特性和浓度。
在原子荧光光度计中，首先需要将待测样品中的原子激发并产生荧光。
通常情况下，可使用不同的方法来实现激发，如光源辐射、电子轰击和化学反应等。
激发后，荧光信号被导入到光学系统中，该系统包括滤波器、棱镜、光栅等光学元件，用于分离和选择特定波长的荧光光信号。
荧光光信号经过增强、聚焦等处理后，被光电探测器接收并转换为电信号。
再经过信号放大、滤波等处理后，电信号被转换为可通过显示屏或计算机来分析和显示的荧光强度值。
原子荧光光度计的特点包括快速、高灵敏度和高选择性。
由于原子荧光是一种非常稳定且可控制的光信号，因此可以实现非常准确的测量结果。
同时，原子荧光光度计可以用于分析多种元素，具有广泛的应用领域。
例如，在环境监测中，可以利用原子荧光光度计来检测空气中的污染物浓度，辅助环境保护工作。
在农业和食品安全领域，原子荧光光度计可以用于检测土壤和农产品中的微量元素，确保农产品的质量和安全。
此外，原子荧光光度计还可以应用于生物医学研究，如药物代谢、生物标记和分子检测等。
然而，原子荧光光度计也存在一些局限性。
首先，它对测量样品的状态有一定要求，如样品必须是液态或溶解液。
其次，由于一些实现激发的方法需要耗费较大的能量，因此其能耗较高。
此外，由于荧光信号受到多种因素的干扰，如光滤波器的选择、环境照明等，因此需要进行严格的实验条件控制和荧光信号校正。
总之，原子荧光光度计是一种用于测量原子荧光的重要仪器。
它通过激发和荧光辐射过程，测量荧光的强度来确定原子的浓度。
原子荧光光度计具有快速、高灵敏度和高选择性的特点，并广泛应用于环境监测、农业和食品安全以及生物医学研究等领域。
原子荧光分光光度计的原理
原子荧光分光光度计的原理1.原子激发：首先，样品中的原子被光源中的光子激发。
光源通常使用空气-氧乙炔火焰或电感耦合等离子体（ICP）等。
火焰中的能量来自于氢气和乙炔的燃烧，产生高温和高压的条件，使得原子能级跃迁的能量变得可行。
ICP使用高频电源产生电磁场，使氩气离子化，形成等离子体，并产生高温和高能的原子激发。
2.原子荧光：原子在激发态的能级上停留的时间非常短暂，通常在纳秒量级，然后从高激发态退回到基态。
在这个过程中，原子会发出荧光辐射。
荧光发射的波长和强度与元素的特征有关，每个元素具有唯一的光谱“指纹”，可以用来识别和定量分析。
3.分光光度计：在荧光发射过程中，原子产生的荧光光子以球面波的方式向四面八方传播。
为了测量和分析荧光光子的波长和强度，需要使用分光光度计。
分光光度计将荧光光子引导到光学器件（例如光栅或玻璃棱镜）中，在光学器件中，不同波长的光经过衍射和干涉效应后，被分离成谱线。
4. 探测器：分光光度计将分离后的荧光谱线引导到探测器上进行测量。
探测器通常是光电二极管（photodiode）或光电倍增管（photomultiplier tube，PMT）。
荧光光子在探测器上产生光电效应，产生电流信号。
电流信号的强度与荧光光子的强度成正比。
5.数据分析和结果处理：探测器输出的电流信号经过放大和数字化后，可以通过计算机进行数据处理和分析。
通过比较样品信号和标准品信号，可以定量分析样品中元素的含量。
总之，原子荧光分光光度计的原理是将样品中的原子激发后，产生的原子荧光辐射通过分光光度计分离成谱线，然后使用探测器测量荧光光子的强度。
通过分析荧光光子的波长和强度，可以实现元素的定量分析。
这种分析技术具有较高的选择性、灵敏度和准确性，广泛应用于化学、环境、生物、地质等领域的分析实验中。
原子荧光光谱法的基本原理
原子荧光光谱法的基本原理原子荧光光谱法涉及两个主要的过程：激发和发射。
激发是指将待测物质原子或离子中的电子从基态跃迁到高能级的过程。
这可以通过热激发、电子碰撞或光激发等方式实现。
在激发过程中，电子吸收了足够的能量，从低能级跃迁到高能级。
在原子或离子激发到高能级之后，它们会迅速返回到基态。
这过程中，电子会释放出能量，发射光谱。
发射光谱是原子或离子特有的，各自具有离子半径、电子壳层结构等特征。
发射光谱中的光子的能量和波长与电子的能级差有关。
由于每个元素都有一组特定的能级，因此每个元素都有其自己的发射光谱。
通过测量物质发射的特定波长光谱，可以确定其成分和浓度。
原子荧光光谱法中的两种主要类型是原子荧光光谱和离子荧光光谱。
原子荧光光谱是通过将待测物质原子激发到高能级，然后测量其发射光谱来分析物质。
离子荧光光谱是指将待测物质中的离子激发到高能级，然后测量其发射光谱来进行分析。
原子荧光光谱法有许多优点，使其成为分析化学中常用的方法之一、首先，原子荧光分析具有高选择性和灵敏度。
由于每个元素有其独特的发射光谱，可以通过测量特定波长的光谱来确定元素的存在和浓度。
其次，原子荧光法具有广泛的线性范围。
根据信号强度和浓度之间的关系，可以在不同浓度范围内进行定量分析。
此外，原子荧光光谱法具有较高的重现性和可靠性，可用于分析各种样品类型。
然而，原子荧光法也有一些局限性。
首先，原子荧光光谱法只能用于分析原子或离子的成分，不能用于分析分子形式的物质。
此外，原子荧光光谱方法的灵敏度相对较低，对于一些低浓度元素的分析可能不够敏感。
同时，由于原子荧光光谱法对样品制备要求较高，因此在样品处理上可能需要一些额外的步骤。
综上所述，原子荧光光谱法是一种常用的分析方法，通过激发和测量待测物质原子或离子的发射光谱来确定其成分和浓度。
它具有高选择性、灵敏度、线性范围广等优点，但也受到一些限制。
随着技术的不断发展，原子荧光光谱法将继续在分析化学领域中发挥重要作用。
原子荧光光度法基本原理
原子荧光原理及应用原子荧光光谱法，英文是atomic fluorescence spectrometry[ə'tɔmik flu:ə'resəns spektrəu'metrik] 简写为AFS。
需要了解的是AES、AAS。
一、原子荧光光谱的产生气态自由原子，吸收光源（常用空心阴极灯）的特征辐射后，原子的外层电子跃迁到较高能级，然后又跃迁返回基态或较低能级，同时发射出与原激发波长相同或不同的发射光谱即为原子荧光。
原子荧光是光致发光，也是二次发光。
当激发光源停止照射之后，再发射过程立即停止。
对该概念的理解有以下几点：（1）产生气态自由原子的方式有：火焰、石墨炉、电激发、热激发、电感耦合等离子焰。
在AFS中主要是火焰。
（2）原子荧光可分为三类：即共振荧光、非共振荧光和敏化荧光，实际的到的原子荧光谱线，这三种荧光都存在。
其中以共振原子荧光最强，在分析中应用最广。
共振荧光是所发射的荧光和吸收的辐射波长相同，当发射的荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光，非共振荧光又分为直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokes（反斯托克斯）荧光。
敏化荧光:受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递给另一个原子使其激发，后者再以发射形式去激发而发射荧光即为敏化荧光。
火焰原子化器中观察不到敏化荧光，在非火焰原子化器中才能观察到。
共振荧光是所发射的荧光和吸收的辐射波长相同。
只有当基态是单一态，不存在中间能级，才能产生共振荧光。
非共振荧光是激发态原子发射的荧光波长和吸收的辐射波长不相同。
非共振荧光又可分为直跃线荧光、阶跃线荧光和反斯托克斯荧光。
直跃线荧光是激发态原子由高能级跃迁到高于基态的亚稳能级所产生的荧光。
阶跃线荧光是激发态原子先以非辐射方式去活化损失部分能量，回到较低的激发态，再以辐射方式去活化跃迁到基态所发射的荧光。
直跃线和阶跃线荧光的波长都是比吸收辐射的波长要长。
反斯托克斯荧光的特点是荧光波长比吸收光辐射的波长要短。
原子荧光光谱法的原理
原子荧光光谱法原理原子荧光光谱法（AFS）是一种用于测定痕量元素的方法，其原理基于原子在特定波长的辐射激发下产生的荧光发射。
这种方法具有高灵敏度、高精度和低检测限的优点，因此在环境监测、食品分析、地质学等领域得到广泛应用。
以下是原子荧光光谱法的原理的详细介绍：1. 原子荧光的产生原子荧光产生的过程可以分为两个主要阶段：激发和发射。
在激发阶段，原子吸收特定波长的辐射（通常是紫外光或可见光），使电子从基态跃迁至激发态。
这些激发态的原子不稳定，经过一段时间后会回到基态。
在返回过程中，会释放出光子，形成荧光。
每种元素都有其独特的荧光发射波长，这使得可以通过测量荧光波长来确定元素的种类。
2. 荧光信号的检测荧光信号的检测是原子荧光光谱法的核心步骤。
当原子发射出的荧光通过特定波长的滤光片后，可以将其聚焦到光电倍增管（PMT）上。
光电倍增管能够将光信号转化为电信号，进一步放大后传输到数据采集系统。
通过测量电信号的强度，可以推算出原子的荧光发射率，从而确定元素的浓度。
3. 校准和定量分析为了准确测定元素的浓度，需要进行校准和定量分析。
在校准过程中，使用已知浓度的标准溶液对仪器进行校准，建立荧光信号与元素浓度的关系。
通过这种方法，可以确定仪器对目标元素的响应因子。
在定量分析中，将未知浓度的样品通过仪器进行分析，根据已知的响应因子计算出元素的浓度。
总之，原子荧光光谱法通过测量原子在特定波长辐射激发下产生的荧光发射，实现了对痕量元素的测定。
该方法具有高灵敏度、高精度和低检测限的优点，可广泛应用于各种领域中的元素分析。
通过校准和定量分析，能够准确地测定元素的浓度，为相关研究和应用提供可靠的数据支持。
原子荧光光谱法的基本原理
原子荧光光谱法的基本原理1.激发：在原子荧光光谱法中，样品首先通过电热或激光等方法被激发到高能级。
2.脱激：激发态的原子由于能级不稳定会迅速退回到稳定的低能级上。
在这个过程中，原子释放出能量。
3.荧光：退回过程中释放出的能量转化为荧光，即在可见或紫外光谱范围内的辐射。
4.探测：激发和荧光辐射的波长可以通过荧光光谱仪测量和记录下来。
1.光源：原子荧光光谱法使用与样品中元素特征光谱线匹配的激发光源。
激发光源可以是电热元件、激光或灯泡等。
2.样品制备：样品可为固态、液态或气态，根据样品的物理性质采用相应的样品制备方法，如固态样品需研磨成细粉末。
3.激发：将制备好的样品与激发光源接触，使样品中的元素被激发到高能级。
4.脱激：激发的原子通过自发脱激等机制退回到稳定的低能级，并释放出能量。
5.荧光辐射：退回过程中释放出的能量转化为荧光辐射，其波长位于可见或紫外范围内。
6.光谱检测：荧光辐射经过荧光分光仪后，可通过单光子计数器测量并记录下来。
7.数据处理：通过比较测得的荧光光谱与标准样品的光谱，可以确定样品中各元素的存在和含量。
1. 高灵敏度：原子荧光光谱法对大多数元素具有较高的灵敏度，可以检测到低至ppb甚至ppt级别的微量元素。
2.高选择性：原子荧光光谱法可以选择性地测量元素的荧光辐射，不受样品基质的影响，适用于复杂基质的分析。
3.宽线性范围：原子荧光光谱法在不同元素的不同浓度范围内都有较好的线性关系。
可以在宽范围内测量元素的含量。
4.快速分析：原子荧光光谱法测量速度快，可实现快速和高通量的分析。
5.多元素分析：原子荧光光谱法可以同时测量多个元素的含量，高效和经济。
虽然原子荧光光谱法具有许多优点，但也存在一些限制，如仅能测量低至ppb级别的元素含量，并且对氢、氧等低原子序数元素的检测灵敏度较低。
总之，原子荧光光谱法是一种非常有用的分析技术，广泛应用于环境、化学、生物等领域中，可用于元素的定性和定量分析。
原子荧光光谱基本原理及应用
原子荧光光谱基本原理及应用原子荧光光谱的产生主要基于物质放电的过程。
首先，物质被输入到一个高频电场中，使得原子的电子从基态跃迁到激发态，形成一个激发态的原子。
接下来，激发态的原子会通过非辐射跃迁或辐射跃迁返回到基态。
在辐射跃迁过程中，原子会发射出一些特定波长的光线，即荧光。
这些发射的特定波长与原子的能级结构有关，因此可以用来确定物质的成分和浓度。
1.分析元素成分：原子荧光光谱可以用来分析物质的成分，特别是元素的含量。
它可以检测多种元素，包括有机和无机物质中的常规和微量元素。
这种分析方法广泛应用于环境监测、食品安全、制药工业等领域，对于确定物质的成分和浓度非常有用。
2.确定金属离子浓度：原子荧光光谱可以用于确定金属离子的浓度。
这是因为金属离子在光谱分析中通常具有特定的荧光发射线。
通过测量发射线的强度，可以确定金属离子的浓度，从而实现对金属离子的准确测量。
这种应用在水质监测和环境污染监测中尤为重要。
3.质量分析：原子荧光光谱可以用来进行质量分析，特别是对分子的质量分析。
通过测量样品中特定元素的质谱峰，可以确定不同分子的相对质量。
这种方法广泛应用于化学分析、物质鉴定和药物检测等领域。
4.检测痕量元素：原子荧光光谱可以用来检测痕量元素。
痕量元素指的是物质中的微量元素，其浓度通常非常低。
原子荧光光谱具有高灵敏度和高分辨率的优点，使其成为检测痕量元素的理想工具。
这种应用在地质学、化学工业和研究等领域中非常重要。
综上所述，原子荧光光谱是一种基于物质放电过程的分析技术，通过测量物质放电时发射的特定波长的光线，确定物质的成分和浓度。
它具有可广泛应用于元素分析、金属离子浓度测量、质量分析和痕量元素检测等领域的优点。
原子荧光光谱法
原子荧光光谱法原子荧光光谱法一、概述原子荧光光谱法是一种专门用于分析原子的物质结构和组成的方法。
该方法利用了原子的特性发射出特定波长的光线来进行分析，具有高灵敏度和精确度等优点。
它广泛应用于化工、冶金、电子、环保等领域中。
二、工作原理原子荧光光谱法的工作原理是将待检物样品进入火焰或等离子体中加热到极高温度，使其中原子被激发到激发态，然后随着原子的自发跃迁，从激发态跃迁回基态时，发出一定波长的特定光线，通过仪器检测出这些发射光谱，再进行计算和分析得到样品中元素成分的定量分析结果。
三、操作流程1.准备样品：将待分析物质制成高纯度的化合物或纯金属样品。
2.样品预处理：将样品加入溶剂中，加热或酸化等方式使其转变成原子迹状态。
3.样品的雾化：将样品雾化成细小的颗粒，通过进一步的气体等离子体激励，使得原子处于激发态。
4.测量光谱：通过分光仪等仪器测量样品中元素特征光谱，得出样品元素成分的信息。
5.结果分析：根据光谱结果，采用定量方法对待分析物质的成分进行分析和计算，获得定量分析结果。
四、应用领域原子荧光光谱法适用于分析大量金属元素，可用于纯金属、杂质金属等检测。
它被广泛应用于冶金、化工、电子、环保等领域。
比如用于水质、土壤、废水等环保领域的检测，能够检测出其中的重金属元素，为环保工作提供有力的技术保障。
五、存在的问题尽管原子荧光光谱法在分析中具有很大的优势，在实际应用中仍然存在一些问题。
比如由于仪器灵敏度限制，使用样品的环境也会对结果产生影响。
此外，样品的制备过程也会对结果产生重要影响。
对于不同样品的处理方法还需进一步研究。
综上所述，原子荧光光谱法是一种非常重要的化学分析方法，应用广泛。
在实际操作和结果分析时，需要注意一些问题。
未来，我们需要根据实际的样品情况，不断地改进研究方法，提高分析的准确性和可靠性。
原子荧光的工作原理
原子荧光的工作原理
原子荧光的工作原理是基于原子能级的跃迁过程。
当原子处于基态时，电子位于最低的能级上。
当外界能量（如光或电子束）作用于原子时，电子可以吸收能量并跃迁到更高能级上。
这个过程称为激发。
当激发的电子重新回到较低的能级时，会释放出能量。
这个能量以特定的频率形式发射出来，我们称之为荧光。
每个原子都有一组特定的能级和对应的能量差值。
因此，不同原子发出的荧光具有不同的频率和颜色。
在原子荧光的实际应用中，常常会使用激光作为外界能量源。
通过调节激光的频率，可以选择性地激发特定原子。
当原子被激发后，荧光会被收集和分析。
利用荧光的特征，可以实现元素的检测、分析以及材料的表征等应用。
总的来说，原子荧光的工作原理是基于原子能级跃迁这一量子现象。
通过外界能量的激发，原子内部的电子会跃迁到更高能级，并在较短时间内重新返回基态，并释放出特定频率的能量，形成荧光。
利用荧光的特征，可以进行原子的分析和材料的表征等应用。
原子荧光光谱仪工作原理
原子荧光光谱仪工作原理
原子荧光光谱仪是利用原子荧光分析的方法来进行检测的。
在一个特定的波长下，待测元素的原子能发射出荧光，这些荧光具有相同的波长。
当激发波长与待测元素的特征发射波长相匹配时，在激发光照射下，待测元素的特征发射峰就会发射荧光，该特征发射峰是一个与待测元素种类有关的特征谱线。
在被检测元素含量一定时，当激发光照射到待测元素时，被激发的原子从基态跃迁到高能态，同时释放出能量。
该能量以光子形式辐射出去，这些光子又被检测仪器接收，经光电倍增管转换成电信号。
这种被激发的原子由于与基态原子不同而具有不同于基态原子的特性，称为“原子荧光”。
在原子荧光光谱仪中，将待测元素通过固体进样装置引入石墨炉中进行高温燃烧反应。
样品经高温熔融后形成熔渣，熔渣表面不断地被原子化剂（氢化物）覆盖形成空心阴极灯。
火焰温度可达3000~3500℃，火焰中氧气被消耗殆尽后，原子化剂（氢
化物）在高温下分解为氢气和氦气。
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原子荧光原理及使用流程
原子荧光原理及使用流程
一．基本原理
1.待测元素在硼氢化钾-酸体系下发生反应形成氢化物
2.在气液分离器中完成氢化物和废液的分离
3.经载气推动，氢化物传送至原子化器形成氩氢火焰，形成原子蒸气
5.在激发光源的激发下使基态原子跃迁到激发态，发出原子荧光
6.原子荧光被光电倍增管接收，将光信号转化成电信号，经过仪器及软件处理，得出最终结果二．原子荧光的产生
1.气态氢化物的的反应过程
酸化过的样品溶液中的砷、汞、锑、硒等元素与还原剂(硼氢化钾或钠)反应在氢化物发生系统中生成氢化物：
BH-+3H2O+H+=H3BO3+Na++8H++Em+=EHn+H2(气体）
式中Em+代表待测元素
EHn为气态氢化物（m可以等于或不等于n）。
2. 原子荧光
基态的原子蒸气吸收一定波长的辐射而被激发到较高的激发态，然后去活化回到较低的激发态或基态时便发射出一定波长的辐射→原子荧光
三．荧光强度与相关元素浓度的关系
原子荧光强度与试液中待测元素含量在一定范围内成正比。
四．原子荧光操作流程
1．打开氩气瓶，调节分压表压力0.3MPa。
2．在仪器断电情况下换上要做的元素灯。
3．
4．
5．
6．
7A，B道自动识别元素灯。
None，
11．30
12．
13．确定载流，还原剂，标准点，样品都已放好，压紧泵块，依次测量标准空白，标准曲线S1~S6各点，样品空白，样品。
14．
15．
16．
干扰。
原子荧光光谱仪原理
原子荧光光谱仪原理仪器简介原子荧光光谱仪是一种用于分析物质中微量金属元素含量的仪器。
该仪器利用氙灯等气体放电激发样品中的金属元素，使其原子能级上某些电子跃迁产生荧光发射，之后通过光谱仪分光装置将荧光进行分光，最后通过荧光的强度和波长来定量和鉴别金属元素。
原理原子荧光光谱仪利用激发-发射原理来分析金属元素。
该原理包括两个主要方面：一是原子的激发，也称为电子激发；二是荧光的发射，又称为原子发射。
激发当外界能量作用于原子时，原子的内部电子会被激发到更高的能级。
这个外界能量可以是光、热或电子束等形式。
在原子荧光光谱仪中，一般采用气体放电的方法来产生激发。
当气体放电装置施加足够的电压时，气体分子会被离子化，一部分电子释放出来形成电子束，撞击样品表面，使得样品中的金属元素原子被电子激发，进入到高能级。
发射在电子激发原子后，原子会通过内转移或辐射跃迁回到低能级。
在这个过程中，原子会释放出能量，形成一个荧光发射信号，也称为原子发射。
每个元素的原子发射具有一定的特征，包括波长和发射强度等。
原子荧光光谱仪可以利用这些特性来定量和鉴别样品中的金属元素。
仪器构成原子荧光光谱仪主要由四个组成部分构成：放电气体装置、激发源、分光装置和检测系统。
下面分别介绍其主要功能和构造：放电气体装置放电气体装置是通过电离气体产生电子束，激发样品中原子的装置。
该装置一般由较厚的玻璃管、电极和气体供应系统等组成。
气体供应系统用于介绍激发原子的气体，并通过电极施加足够的电压来实现气体电离。
激发源通常由氙灯或者氢弧灯等气体放电灯组成。
这些气体放电灯的作用是产生荧光，使样品中的原子被激发。
激发源的选择要根据所需要分析元素的激发波长来选择。
分光装置分光装置用于将荧光信号按照不同的波长分离并投射到检测系统中。
这个装置一般包括单色器、衍射棱镜或者光栅，并可以通过调整来控制光的波长和光强度。
检测系统检测系统是用于测量荧光信号的装置。
该系统一般包括荧光探测器、信号放大器和计算机。
原子荧光光谱基本原理及应用
元素 Zn Ga Pb Sn In Na Pb Cr
λex/nm λem/nm 213.9 213.9 417.2 417.2 283.3 504.8 270.7 333.1 451.1 410.2 330.3 589.0 283.3 368.4 359.4 357.9
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氢化物发生-原子荧光光谱的原理
• HG-AFS是利用某些能产生原生态氢的还原剂或通过化学反 应，将样品溶液中的待测组分还原为挥发性共价氢化物， 然后借助载气流将其导入原子荧光光谱分析系统进行测量 的方式。
氢化物发生的反应原理如下：
KBH4 H2O H H3BO3 K H • EmEHn H2
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氢化物发生法的类型
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氢化物发生法的干扰因素
1、种类
分类
液相干扰 气相干扰
氢化物发生 发生效率↓ 传输过程
原子化干扰
动力学 效率↓↓
游离基 测定元素↓
2、干扰的消除
• 液相干扰：络合掩蔽、分离（沉淀、萃取）、加入抗干扰元素、改变酸度 、改变还原剂的浓度等。
• 气相干扰：防止干扰元素生成气态化合物、提高石英原子化器的温度等
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AFS的优点
• 某些元素的灵敏度与检出限优于AAS与AES • 谱线简单,干扰少 • 结构简单，价格便宜 • 方法精确度类似于AAS，优于AES • 关于消除干扰、基体改进剂以及其他联用技术如
氢化法、流动注射等也适用
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AFS的缺点
• 有些元素灵敏度差，线性范围窄 • 荧光弱，杂散光影响干扰大 • 应用元素范围有限
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气路系统
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检测系统
• AFS分析是通过光电检测器把原子荧光信号转换成电信号，再经 过放大、调解等检测电路后，用记录器或峰值保持电压表来记录 荧光强度。
原子荧光原理及应用
原子荧光原理及应用原子荧光是指物质受到激发后，原子的电子从高能级跃迁至低能级时放出的能量以光的形式传播出来的现象。
原子荧光原理是基于原子能级结构的特性，通过激发原子中的电子，使其跃迁至高能级，并在后续的电子自旋或能量转移过程中释放出辐射光。
这种原子荧光现象具有很多特点，因此在许多应用领域得到了广泛的应用。
原子荧光的应用主要有以下几个方面：1. 光谱分析：原子荧光光谱具有特定的发射波长，可用于元素分析和物质结构分析。
通过激发样品中的原子，使其发出特定的光谱线，通过检测和分析这些光谱线的强度和波长，可以确定样品组成和浓度。
原子荧光光谱分析在地球科学、环境监测、金属材料分析等领域得到了广泛应用。
2. 光源：原子荧光在人工光源中有广泛的应用。
例如，白炽灯中的陶瓷放电管使用钠原子的D线作为主发光源，而紫外荧光灯则使用铅原子的发射线。
3. 显示器：原子荧光在显示技术中发挥着重要作用。
例如，气体放电管中的物质受到激发后会产生荧光，这种荧光被用于CRT显示器和荧光屏显示器中的像素点发光。
此外，也有基于有机荧光材料的有机发光二极管(OLED)技术被广泛应用于手机、电视等消费电子产品中。
4. 标记和追踪：原子荧光在标记和追踪方面也有许多应用。
例如，在生物医学研究中，科学家可以通过将荧光标记物注入到细胞或组织中，利用荧光显微镜观察荧光信号的强度和位置来研究细胞的活动和生物分子的分布。
此外，在石油勘探和地质学中，原子荧光也可用于追踪和分析矿物和地质样品中的元素。
5. 激光技术：原子荧光在激光技术中也有应用。
例如，激光原子荧光光谱分析可以用来研究原子的能级和跃迁过程，进而优化和发展激光器件。
此外，原子荧光还可用于产生拉曼激光等激光装置中的激励光源。
总的来说，原子荧光是基于原子能级结构的特性，它具有特定的发射波长，可用于光谱分析、光源、显示技术、标记和追踪以及激光技术等各个领域。
在科学研究、工业生产和医学领域中，原子荧光技术发挥着重要作用，对于人们的生活和产业的发展起到了积极的推动作用。
原子荧光原理及应用
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4、荧光强度与浓度的关系
原子荧光强度与分析物浓度以及激发光的辐射强度等参数存在
以下函数关系：
%。 • (3) 连续氢化物发生装置宜于实现自动化。 • (4) 不同价态的元素氢化物发生实现的条件 • 不同, 可进行价态分析。
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第十七页，共69页。
三、原子荧光光谱仪器
• 1、仪器的构成
• 原子荧光仪器由三部分组成：激发光源、 原子化器、检测电路。
•
• 激发光源
• 原子化器
检测电路
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（3）1985年刘明钟等研制成功特制的空心阴极灯，采用间歇式脉冲供电方式，解决了灯的 使用寿命问题，为氢化物-原子荧光光谱仪在我国首先得到普及、推广，创造了条件。
（4）郭小伟教授等90年代初发明断续流动技术，实现了仪器自动化． （5）90年代初高英奇等研制成功高强度（高性能）空心阴极灯为提高原子荧光的技术性能作出了贡献。
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2、原子荧光的种类
• 两种基本类型：共振荧光和非共振荧光
• 1）共振荧光：荧光线的波长与激发线的波 长相同。
• 2）非共振荧光：荧光线的波长与激发线的 波长不相同，大多数是荧光线的波长比激发 线的波长为长。
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3、荧光猝灭
• 定义：处于激发态的原子，随时可能在
干扰元素、改变酸度、改变还原剂的浓度、 改变干扰元素的价态等。 • 气相干扰： • 分离（吸收、改变传输速度） • 改善传输管道 • 散射干扰： • 清洁原子化室、烟囱、排气罩
原子荧光光谱仪原理
原子荧光光谱仪原理
原子荧光光谱仪是一种用于分析样品中原子组成和浓度的仪器。
其原理基于原子在能量激发下吸收光能并跃迁到激发态，然后再经过自发辐射返回基态并发射特定波长的荧光。
在原子荧光光谱仪中，首先需要将样品转化为气态原子。
这可以通过高温炉或火焰等方式实现，使固态或液态样品中的原子原子化。
接下来，样品中的原子被激发到高能级态。
这可以通过外部能量源，如光束或高频电磁场，提供足够的能量来实现。
原子吸收入射光能量后，电子从基态跃迁到激发态。
当电子从高激发态返回基态时，它们会发射出特定波长的光。
这种特定波长的光即为原子的荧光。
每种原子都具有不同的能级结构，因此会发射出特定波长的荧光。
通过测量荧光光谱中的波长和强度，可以确定样品中所含原子的种类和浓度。
在实际应用中，原子荧光光谱仪通常配备了光栅或干涉仪等光谱仪件，用于分辨和测量荧光光谱中不同波长的光线，从而获得更准确的结果。
总之，原子荧光光谱仪利用原子吸收和发射特定波长的光的原理，通过测量荧光光谱中的波长和强度来分析样品中的原子组成和浓度。
这种分析方法具有高精度、灵敏度高等优点，在环境、生物、医药等领域有着广泛的应用。
原子荧光光谱原理及其应用
原子荧光光谱原理及其应用原子荧光光谱（Atomic Fluorescence Spectroscopy, AFS）是一种分析化学技术，用于测定和分析杂质、微量金属等在样品中的存在量，提供广泛的应用领域。
本文将详细介绍原子荧光光谱的原理以及其应用。
原子荧光光谱的原理基于激发原子的基态到激发态的跃迁过程。
在分析样品中，先将样品转化为气体态或溶液态，并通过光源（如Hollow Cathode Lamp）提供特定波长的入射光。
当入射光通过光束聚焦器后，会穿过火焰中的样品。
入射光的能量足以将样品中的原子从基态跃迁至激发态。
在激发态停留时间很短的情况下，原子会以荧光的形式回到基态。
通过探测器测量样品中发射的荧光光强度，就可以得到特定元素的荧光光谱。
1.选择性和灵敏性高：原子荧光光谱对特定元素具有高度的选择性和灵敏性，可以检测到极微量的金属离子，例如铜、铅、镉等。
2.多元素分析：原子荧光光谱可以同时分析多个元素，可以检测不同样品中多个元素的含量。
3.低背景噪音：由于火焰或其他燃烧技术可将大部分基质单质化，几乎没有背景噪音干扰。
4.样品准备简单：样品的准备工作相对简单，可以通过溶解、稀释、燃烧等方法进行。
在环境分析中，原子荧光光谱可以用于测定水和土壤中的重金属污染物。
例如，可以通过分析水中的镉和铅来评估水源的质量。
此外，原子荧光光谱还可以用于监测大气中的金属污染物，如铁、钼等。
在生物医学领域，原子荧光光谱被广泛应用于研究药物的药代动力学和毒性。
通过测定药物中的金属离子含量，可以评估药物的毒性，以及药物在体内和体外的代谢动力学。
此外，原子荧光光谱还可以用于研究人体内微量元素的异常情况，如铜代谢紊乱、铅中毒等。
在食品安全检测中，原子荧光光谱广泛应用于测定食品中的微量元素。
例如，可以通过分析食品中的铬、汞等重金属来评估食品的安全性。
此外，原子荧光光谱还可以用于检测农作物中的微量元素含量，以及评估土壤中重金属的污染情况。
原子荧光原理
原子荧光原理原子荧光是指当原子受到激发能量后，发生电子跃迁并再次回到基态时，会释放出特定波长的光。
这一现象是由原子内部电子的能级结构决定的，而原子荧光在许多领域都有着重要的应用，比如在分析化学、材料科学和环境监测等方面发挥着重要作用。
首先，让我们来了解一下原子的能级结构。
原子的能级结构是指原子内部电子的能量分布情况。
在原子内部，电子围绕着原子核旋转，而每个电子都具有一定的能量。
这些能量是分立的，即只能取特定的数值，这就形成了电子的能级。
当外界能量作用于原子时，电子可能会跃迁到更高的能级，这就是激发能级。
而当电子从激发能级跃迁回到基态时，会释放出能量，这些能量以光的形式传播出来，形成原子荧光。
其次，原子荧光的发射光谱具有特定的波长。
这是由于原子的能级结构决定了原子在跃迁时会释放出特定波长的光。
每种元素都有其特定的原子结构，因此也会有其特定的荧光光谱。
通过观察原子荧光的光谱，可以确定样品中存在的元素种类和含量，这为分析化学提供了重要的手段。
此外，原子荧光还具有很高的灵敏度和选择性。
由于不同元素的能级结构不同，它们的荧光光谱也各不相同。
这就使得原子荧光能够对不同元素进行高度选择性的检测。
而且，原子荧光的灵敏度很高，可以检测到极低浓度的元素，这使得原子荧光在环境监测和生物医学等领域有着广泛的应用前景。
总的来说，原子荧光原理是基于原子内部电子能级结构的，当原子受到激发能量后，电子跃迁并再次回到基态时会释放出特定波长的光。
这一现象具有很高的灵敏度和选择性，对于元素分析和检测具有重要的意义。
在今后的研究和应用中，我们可以进一步深入了解原子荧光的原理，并不断拓展其在各个领域的应用，为科学研究和工程技术的发展做出更大的贡献。
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三、原子荧光光谱仪器
• 1、仪器的构成
• 原子荧光仪器由三部分组成：激发光源、 原子化器、检测电路。 •
• 激发光源 • 原子化器
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检测系统
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2、原子荧光仪器的功能要求
• 1）激发光源： • 对光源的要求：高强度、高稳定性 • 2）原子化器： • 高原子化效率、低背景。 • 3）检测系统：包括光路及电路两部分。 • 光路：分有色散系统和非色散系统两种 • 电路：高可靠性，高信噪比
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原子荧光光谱分析的应用领域
地质样品分析 冶金样品分析
环境样品分析 食品分析
生物样品分析
药材药品分析
轻工化妆品分析
农业及植物样品分析
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原子荧光发展史及应用
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1、原子荧光的定义
• 基态的原子蒸气吸收一定波长的辐射而被激发到 较高的激发态，然后去活化回到较低的激发态或 基态时便发射出一定波长的辐射———原子荧光
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• 干扰的消除 • 液相干扰： • 络合掩蔽、分离（沉淀、萃取）、加入 抗干扰元素、改变酸度、改变还原剂的 浓度、改变干扰元素的价态等。 • 气相干扰： • 分离（吸收、改变传输速度） • 改善传输管道 • 散射干扰： • 清洁原子化室、烟囱、排气罩
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原子荧光光谱的类型
（1）共振荧光：气态原子吸收的辐射和发射的荧光波 长相同时，此时为共振荧光。即吸收和发射波长相同。
共振跃迁几率大， 分析线:共振荧光 共振荧光的强度大于热助共振荧光 光子数多
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原子荧光光谱法分析基础
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非共振荧光按照产生的机制不同可分为：
• 直跃线荧光 • 阶跃线荧光 • 热助线荧光
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2、原子荧光的种类√
• 原子荧光基本类型：共振荧光和非共振荧光
• 1）共振荧光：荧光线的波长与激发线的波长相同。 • 2）非共振荧光：荧光线的波长与激发线的波长不 相同，大多数原子荧光线的波长比激发线的波长 长。
• 3) 敏化原子荧光
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1、在食品健康环境卫生领域
对人体健康有益元素
锗 Ge 87年卫生部批准有机锗为食品新资源 硒 Se GB13105 锌 Zn GB13106
对人体健康有害元素
汞 Hg 铅 Pb 锑Sb 铋 Bi 镉 Cd 锡 Sn 砷 As 碲 Te
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食品卫生部门执法必测元素：
• 形态分析: • 元素形态是指某种元素在实际样品中的不 同物理－化学形态。 • 物理形态主要是指该元素在样品中的物 理状态，如是溶液、胶体或是沉淀状态等； • 化学形态则是指元素在该样品中的化合 价态、有机金属衍生物类型、生物活性状 态等。
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• 近几年来，在食品健康环境卫生领域元素分析已 经的不仅限于元素总量的检测，而是要对该元素 的不同形态和价态进行具体的分析。因为同一元 素的不同形态可能具有完全不同的化学和毒理性 质，一个典型的例子就是砷元素。砷在自然界中 以无机和有机的形式存在，无机砷化合物毒性极 强，如砷酸盐(As(V))、亚砷酸盐(As(III))；有机 砷化合物中一甲基砷化合物(MMA)和二甲基砷化 合物(DMA)也有毒，但毒性低于无机砷化合物； 而一般认为砷甜菜碱(AsB)和砷胆碱(AsC)无毒。
原子荧光光谱分析专用仪器 21
3、 氢化物(蒸气)发生-原子荧光光谱仪
• 氢化物（蒸气）发生—无色散原子荧光光 谱仪仪器装置由六大部分组成：
• • • • • • A 进样系统 B 氢化物（蒸气）发生系统 C 光源系统 D 光学系统 E 原子化系统 F 检测系统
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4、原子荧光光谱仪的特性
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光 学 系 统
光源
要求：足够的光强；纯度高； 能量稳定；寿命长 高强度空心阴极灯 无极放电灯 激光 高压氙灯
智能型高强度空心阴极灯
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原子荧光光谱分析专用仪器 20
光 学 系 统
通道
单道、双道、三道、四道
优势： 多元素同时测定；单道增强
多通道设计
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4、原子荧光的发展趋势
• 专用仪器：如测Hg仪，测Pb、Cd等， RoHS仪； • 联用技术：形态分析仪的功能的扩展； • 新型原子化器：电热汽化 Ar/H2火焰原子化，介质阻 挡放电（低温等离子体）。 • 新光源：连续光源，激光光源，强短脉冲供电光源；
• 与之匹配的新型检测器及新的检测技术研发；
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• 目前已经有部分厂家制造出专门的形态分 析仪以及多用途的原子荧光形态分析仪。 同时相应的国家行业标准已经获批和正在 制定中，不久将会在各个相关领域得到应 用。如食品、环境、饲料、肥料、土壤等 领域。
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3、专用仪器在各个领域的应用
• a、用于血液、尿液中Pb、Cd、Hg等有害 元素快速测定的专用原子荧光光谱仪。 • b、用于电子产品中有害金属检测的RoHS 检测仪。 • c、工作场所大气中痕量有害重金属元素原 子荧光检测仪。 • d、Au、Ag、Cu、Fe等的测定。
Hg 基础标准 GB2762（8大类食品） 29个各大类食品标准（冻猪肉，羊肉， 牛肉 等） Cd 基础标准 GB15201（6大类食品） 4个食具标准（搪瓷，铝制，陶瓷和 不锈钢） Sn 7类罐头食品标准（炼乳，果蔬，肉类等） Sb 3个标准（搪瓷食具，包装材料等）
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2、在食品健康环境卫生领域的扩展
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3、形成氢化物的元素的价态
•
• • • • • • •
元素 As Sb Bi Se Te Ge Pb Sn
价态 3+ 3+ 3+ 2+ 、 4+ 4+ 4+ 4+ 4+
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4、干扰
• • • • • • • 1）干扰种类 液相干扰（化学干扰） ------氢化反应过程中 气相干扰（物理） ------传输过程中 散射干扰 ------ 检测过程中
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原子荧光光谱法分析基础
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热助线荧光：受到光照激发后的原子，通过某一非辐射过程 吸收能量而激发到更高的能态，当原子直接从激发态回到基 态或较低电子能级时产生的荧光为热助线荧光。
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3 2 1 0 3
1
0
2
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反斯托克斯荧光
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3、荧光强度与浓度的关系
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• 氢化反应产生的氢化物、氢气及少量的水 蒸气在载气（氩气）的“推动”下进入屏 蔽式石英炉芯的内管，即载气管。 • 其外管和内管之间通有氩气，称为屏蔽气， 做为氩氢火焰的外围保护气体，起到保持 火焰形状稳定，防止原子蒸气被周围空气 氧化的作用。 • 氢气、氩气的混合气体经点火炉丝点燃形 成氩氢火焰，氩氢火焰将氢化物原子化形 成原子蒸气。
1、与氢化物（蒸气）发生技术联用
As (193.7,197.2nm) Se (196.1,204.0nm） Hg (189.4,253.7nm)
Sb Pb Ge Sn Bi Te 氢化元素
Cd Zn形成气态组分
2、AFS仪器目前大多采用非色散光学系统
■
优点：仪器结构简单，便于操作 缺点：所测元素种类少
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五、原子荧光光谱法的应用
• 原子荧光技术的普及 • 自20世纪80年代以来，经过广大科技工作 者的不懈努力，原子荧光分析方法已经成 为各个领域不可缺少的检测手段。随着有 关原子荧光的国家、行业、部门的检测标 准的建立，原子荧光光谱仪的应用范围越 来越大。如地质、冶金、化工、生物制品、 农业、环境、食品、医药医疗、工业矿山 等领域。
5、氢化物发生法的主要优点
• (1) 分析元素能够与可能引起干扰的样品 • 基体分离, 消除了部分干扰。 • (2) 与溶液直接喷雾进样相比, 氢化物法能 • 将待测元素充分预富集, 进 样效率近乎 100 % 。 • (3) 连续氢化物发生装置宜于实现自动化。 • (4) 不同价态的元素氢化物发生实现的条件 • 不同, 可进行价态分析。
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（1）直跃线荧光：原子受到光辐射被激发，从基态 跃迁到较高激发态，然后直接跃迁到能级高于基 态的亚稳态能级，此时产生的荧光为直跃线荧光
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原子荧光光谱法分析基础
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（2）阶跃线荧光：原子受到光辐射激发后，在发射波长较长的荧
光辐射之前，由于碰撞去活化而损失部分能量，以无辐射去激发跃迁 至较低能态，再辐射跃迁至基态时所发射的荧光为阶跃线荧光。 3 2 1 0 3 2 1 0
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If=C
二、 氢化物（蒸气）发生 原子荧光法
• 1、原理
• As、Sb、Bi、 Se、Te、Pb、 Sn、Ge 8个 元素可形成气态氢化物，Cd、Zn形成气态 组分，Hg形成原子蒸气。 • 气态氢化物、气态组分通过原子化器原子 化形成基态原子，基态原子蒸气吸收辐射 被激发而产生原子荧光
■ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
目前只有吉天仪器公司在部分型号仪器上应用了有色散和非色散双 光学系统，可以检测Cr6+