光谱分析复习和思考题

光谱分析复习和思考题

一、光谱法基础知识

1光谱法定义或者原理

答：光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产

生的发射、吸收或散射电磁辐射的波长和强度进行分析的方法。

2、光谱法的分类

鏗壮光耆

螯沪可31光需1纣刊羞

皆子黄光览薔］

转子光羞

分子曦光光蔓」

代学廣处光着

二、原子发射光谱

1原子发射光谱是怎样产生的？为什么各种元素的原子都有其特征的谱线？

答:（1）当气态原子或离子的核外层电子获取足够的能量后, 就会从基态跃迁到各种激发态，

处于各种激发态不稳定的电子（寿命＜10-8s）迅速回到低能态时，就要释放出能量，若以光辐一射的形式释放能量，即得到原子发射光谱。（2）因为各种元素原子的核外电子能级不同，所跃迁产生光谱线的波长也不同，所以各种元素的原子都有其特征的谱线。

2、影响原子发射光谱的谱线强度的因素是什么？产生谱线自吸及自蚀的原因是什么？

g

i旦

答:（ 1 ）谱线强度的基本公式：I i N0-gL e KT A i h i，

g o

N b —单位体积的基态原子数；gi ，g0 —激发态和基态的统计权重；Ei —激发电位；

K —Boltzmann常数；T —温度/K ; Ai —为跃迁几率；u i —为发射谱线的频率。主要影

响因素为统计权重、跃迁几率；激发电位、激发温度；电离度、蒸发速率常数、逸出速率常

数。

（2）谱线自吸：某元素发射出的特征光由光源中心向外辐射过程中，会被处于光源边缘部

分的低能级的同种原子所吸收，使谱线中心发射强度减弱，这种现象叫自吸。（3）自蚀：在

自吸严重情况下，会使谱线中心强度减弱很多，使表现为一条的谱线变成双线形状，这种严

重的自吸称自蚀。

3、解释下列名词：

（1）激发电位和电离电位。

激发电位：低能态电子被激发到高能态时所需要的能量。 电离电位：每个气体化合物被离子化的能量称为电离电位。

（2）共振线、原子线、离子线、灵敏线、最后线。 共振线：由激发态直接跃迁至基态时辐射的谱线称为共振线。 原子线：原子核外激发态电子跃迁回基态所发射出的谱线。 M* M 离子线：离子核外激发态电子跃迁回基态所发射出的谱线。 M+* M+ ；

M2+* M2+

灵敏线：由第一激发态直接跃迁至基态的谱线称为第一共振线 L1。第 共振线一般也是元素的最灵敏线

L1。

最后线：当该元素在被测物质里降低到一定含量时，出现的最后一条谱线，这是最后线

L1。

4、摄谱仪的类型及分光原理

答：摄谱仪的类型有棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪。 棱镜摄谱仪分光原理：利用光的折射原理进行分光。 光栅摄谱仪分光原理：利用光的衍射现象进行分光。

5、内标法定量分析的基本公式 答：logR=log （l

分/ I 内）=blogC+log A

三、原子吸收和原子荧光光谱

1、原子吸收光谱和原子荧光光谱是如何产生的?

答：（1）原子吸收光谱：当光源发射出的具有待测元素特征光辐射的光通过样品蒸气时， 被

蒸气中待测元素基态原子所吸收，

从而由辐射特征谱线强度的减弱程度来测量样品中待测元 素含量的方法。

第三曲发芳

第二就晝

Ei

岳HI a i r

（2）原子荧光光谱：气态自由原子吸收特征辐射后跃迁到较高能级，然后又跃迁回到基态

或较低能级。同时发射出与原激发辐射波长相同或不同的辐射即原子荧光。原子荧光为光致

发光，二次发光。

2、解释下列名词：⑴ 谱线轮廓；⑵ 积分吸收；⑶ 峰值吸收；⑷ 锐线光源。

（1）谱线轮廓：当频率为°时，透射光强度最小，吸收最大，即原子蒸发在特征频率°时有吸收线，此外，透射光强度与吸收系数K及原子蒸气宽度L有关。当燃烧器的缝长一定时，L为一定值，而吸收系数K随入射光的频率而变化，但吸收线并不是只有单一波长的非常细的谱线，而是具有一定的宽度，通常称为吸收线的轮廓。

（2）积分吸收：在原子吸收光谱分析中，原子蒸气所吸收的全部能量。公式：

e2

K d Nf

me

（3）峰值吸收：原子蒸汽在谱线中心频率时的能量吸收值。

（4 ）锐线光源：与待测元素相同的纯金属或化合物制成的空心阴极灯。发射光的中心频率

等于吸收光的中心频率，且发射光的半宽度远远小于吸收光的半宽度。

3、表征谱线轮廓的物理量有哪些？弓I起谱线变宽的主要因素有哪些?

答：表征谱线轮廓的物理量有：（1）谱线中心频率0：吸收系数极大值时的频率。（2）峰

值吸收系数K o：吸收系数的极大值。（3）谱线半宽度/2）时，吸收线上

:吸收系数等于极大值的一半（K o 两点间的距离。

引起谱线变宽的主要因素有：多普勤变宽和压力变宽（碰撞

变宽）。

诅圾中心锁牢卩：IR收瘵枚楸龙仍用的無車&

帰悄牧矗麴A严吸收系数的幔人值・

谓垛半她皿嘆卷累敷零于撥大値的一半積1刀開・

啜收垛上两点剧的和品"

（2）加入标准溶液后样液的浓度分别为G、G+C0、G+2C0、G+4C0,分别测得吸光度，以A

C S 标样浓度标样体积

稀释后体积

4、原子吸收光谱仪与原子荧光光谱仪有何不同?

答：荧光仪与原子吸收仪相似，但光源与其他部件不在一条直线上，而是激发光源发射的辐

射对原子荧光检测信号的影响。

5、标准加入法定量分析中，工作曲线的横纵坐标分别是什么?

答：操作过程：

（1）取至少四份体积相同的样品溶液，从第二份开始分别按比例加入不同量G的待测元素的标准溶液，稀释一定体积。

90°直角，为避免