紫外可见分光光度计(自己)PPT课件
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第一节 光学分析方法的概况 一、电磁辐射及其与物质的相互作用
电磁辐射的电磁波包括了γ射线、 X光、紫外光、可见光 、红外光、微波、无线电波等。这些电磁波具有共同点是：它 们作为横向电磁波在空间传播，在真空中传播速度都等于光速 ，即： c = 式中是波长； 是频率； c是光在真空中 的传播速度，等于2.998×108m/s。
光具有二象性：波动性和微粒性。光的折射、衍射、偏振 和干涉等现象，表明光具有波动性。光电效应，证明光的粒子 性。光是由光子（或称光量子）所组成，光子具有能量h，具 有动量h/c。
光子的能量E与波长关系为： E=h=hc/ 光子的动量p与波长的关系为：p= h/c=h/ 式中E为光子的能量； p为光子动量；h为普朗克常数， 6.626×10-34J。
§2 光谱分析法分类
光谱分析法是基于物质与电磁波的相互作用，测量物质所辐射或吸收 的电磁波的
特征谱线和强度进行定性定量的一类分析方法。 一、光谱法特点： 与化学分析法相比较
1、灵敏度高：检测限低，适用微量、痕量分析 2、选择性好：快速，尤其适用金属、非金属元素分析。 3、准确度、精密度较低，仪器昂贵。 二、光谱法应用 工业分析、食品分析、环境分析、临床检验等。
E2
2、分子光谱和带光谱：
v3 v2
（1）分子吸收光谱：吸光光度法 （2）分子发射光谱：荧光光谱
v1
v3
E1
v2
3、原子光谱和线光谱：
rr
2
1
v1
E0
入
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三、光谱分析原理 1、光谱分析定性依据：吸收或发射的特征谱线。原子或分子结构决定 特征谱线。 2、光谱分析定量依据：吸收或发射的光谱强度。原子或分子浓度决定 光谱强度。
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三、光谱法分类 1、吸收光谱法 2、发射光谱法 发射光谱法 X ~射线荧光 原子发射* 原子荧光 分子荧光* 分子磷光 化学发光 激光发射 放射光谱分析
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吸收光谱法 X~射线吸收 r~射线吸收
原子吸收 红外吸收光谱 紫外可见光度法* 激光光声 激光热透镜 激光吸收 电子自旋共振 核磁共振
比色法与紫外可见 分光光度法
光谱分析法概论
第一节 光学分析方法的概况 第二节 比色法与紫外可见分光
光度法的基本原理 第三节 目视比色法 第四节 分光光度法 第五节 比色条件的选择 第六节 分光光度法的应用
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化学分析
分析化学
电化学分析 原子吸收光谱 光化学分析 原子发射光谱
仪器分析
光能很大足以使原子核或内层电子产生跃迁；光能很小只能够原子核或 电子
产生自旋：光学光谱区的光能恰好能使原子或分子的外层电子（价电子） 产生跃迁：或者仅产生分子振动或转动能级的跃迁。
1、分子能级图：
E电子 + E振动 + E转动
1~200ev 0.05~1ev 0.05ev
E
可见、紫外 红外 红外
具有不同的能量，而且能量是量子化的。单个光子辐射
的能量为：E=hhc/
3、光学光谱区：紫外（包括远紫外和近紫外）、可见和
红外（包括近、中和远红外）
波谱区称之光学光谱区。在光学光谱区：
红外可见紫外
E红外<E可见<EBiblioteka Baidu外
4、可见光、单色光、复合光与互补色光
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二、光与物质的相互作用（物质内能发生变化） 当光与物质发生相互作用时，可能情况是： a.物质是原子或分子 b.能量足够大或很小
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（3）信号处理系统是将信号放大、平滑、滤波、加和、差减 、微分、积分、变换（如交流信号变为直流信号，电压变为 电流信号或电流变为电压信号，对数转换，傅里叶变换等） 、调频、调幅等。 （4）信号读出系统是将信号处理系统输出的放大信号，以表 头、记录仪、显示器显示出来。 （5）计算机在光学分析仪器中的应用：1 是进行数据处理， 如数字运算、统计分析、曲线拟合、方程求解、数据变换、 数据贮存与调用、图谱检索与鉴定等等；2 是对仪器实施控制 ，如狭缝的选择、波长的自动定位、测量方式的选择、自动 调零与校正背景等，高级的仪器可以按照预定的程度，仪器 根据测定条件的变化，将信号反馈，使测量条件最优化。
（1）信号发生器 是将被测物质的某一物理或化学性质转变为分析信 号，如物质吸收辐射产生的原子、分子吸收光谱；物质受电、热激发产 生的原子发射光谱等，都是分析信号。产生原子、分子吸收光谱的辐射 光源与吸收池组合系统；产生原子发射光谱的电弧，火花光源等即为信 号发生器。
（2）检测器是对产生的分析信号进行检测，并将其转变为易于测量的 信号，通常是电信号，因为电信号容易放大、处理、传输与显示。各种 仪器使用的检测器随检测辐射波长与仪器功能不同而异，常用的辐射检 测器有两类：一类响应光子；另一类响应热。
表1列出了电磁波谱及各谱区相应分析方法。 依据电磁辐射与物质相互作用的性质来划分，建立在不同 物理基础上的各光学分析方法，按照波谱区来划分，分布在 各个波谱区的光谱分析方法见表， 分别简介了吸收光谱法与
发射光谱法。
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三、光学分析仪器的基本组成
光学分析方法是建立在电磁辐射与物质相互作用的基础上的，光学 分析仪器是探测此种相互作用的工具。各种光学分析仪器的具体结构与 复杂程度差别很大，但都包括以下四个基本组成部分：信号发生器、检 测系统、信号处理系统、信号读出系统。在现代化的仪器中，还配有计 算机控制系统。
106 ~750nm )
(400~ 10nm ) (10~0.1nm )
10cm 0.1cm 104nm102 nm
1nm 10 - 2 nm
1=m=102cm=103mm=106m=109nm=1010 A
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2、光的波粒二象性：光具有波动性，又有粒子性。光是
一种不连续的粒子流，亦称光子流。不同波长的光子，
吸光光度法
色谱分析
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光谱分析法概论 §1 光谱分析法基本原理 一、光的基本性质 1、电磁波与电磁波谱 光是一种电磁波，亦称电磁辐射，=c/ 电磁波谱：电磁波按波长或频率有序排列的图谱，称之电磁 波谱。亦称光谱。
(10~1m )
103 m 10m
(102 ~ 0.1cm )
(750~ 400nm )
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二、光学分析方法的分类 根据电磁辐射与物质相互作用性质的不同，光学分析方法可 以分为光谱法与非光谱法两类：以测量电磁辐射与物质相互 作用引起原子、分子内部量子化能级之间的跃迁产生的发射、 吸收、散射波长或强度变化为基础的一类光学分析方法，归 为光谱法；以测量电磁辐射与物质相互作用引起其传播方向、 速度、偏振性与其他物理性质改变的一类光学分析方法，归 属于非光谱法。在分析化学中，光谱法比非光谱法的用途更 为广泛。
第一节 光学分析方法的概况 一、电磁辐射及其与物质的相互作用
电磁辐射的电磁波包括了γ射线、 X光、紫外光、可见光 、红外光、微波、无线电波等。这些电磁波具有共同点是：它 们作为横向电磁波在空间传播，在真空中传播速度都等于光速 ，即： c = 式中是波长； 是频率； c是光在真空中 的传播速度，等于2.998×108m/s。
光具有二象性：波动性和微粒性。光的折射、衍射、偏振 和干涉等现象，表明光具有波动性。光电效应，证明光的粒子 性。光是由光子（或称光量子）所组成，光子具有能量h，具 有动量h/c。
光子的能量E与波长关系为： E=h=hc/ 光子的动量p与波长的关系为：p= h/c=h/ 式中E为光子的能量； p为光子动量；h为普朗克常数， 6.626×10-34J。
§2 光谱分析法分类
光谱分析法是基于物质与电磁波的相互作用，测量物质所辐射或吸收 的电磁波的
特征谱线和强度进行定性定量的一类分析方法。 一、光谱法特点： 与化学分析法相比较
1、灵敏度高：检测限低，适用微量、痕量分析 2、选择性好：快速，尤其适用金属、非金属元素分析。 3、准确度、精密度较低，仪器昂贵。 二、光谱法应用 工业分析、食品分析、环境分析、临床检验等。
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2、分子光谱和带光谱：
v3 v2
（1）分子吸收光谱：吸光光度法 （2）分子发射光谱：荧光光谱
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3、原子光谱和线光谱：
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三、光谱分析原理 1、光谱分析定性依据：吸收或发射的特征谱线。原子或分子结构决定 特征谱线。 2、光谱分析定量依据：吸收或发射的光谱强度。原子或分子浓度决定 光谱强度。
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三、光谱法分类 1、吸收光谱法 2、发射光谱法 发射光谱法 X ~射线荧光 原子发射* 原子荧光 分子荧光* 分子磷光 化学发光 激光发射 放射光谱分析
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吸收光谱法 X~射线吸收 r~射线吸收
原子吸收 红外吸收光谱 紫外可见光度法* 激光光声 激光热透镜 激光吸收 电子自旋共振 核磁共振
比色法与紫外可见 分光光度法
光谱分析法概论
第一节 光学分析方法的概况 第二节 比色法与紫外可见分光
光度法的基本原理 第三节 目视比色法 第四节 分光光度法 第五节 比色条件的选择 第六节 分光光度法的应用
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化学分析
分析化学
电化学分析 原子吸收光谱 光化学分析 原子发射光谱
仪器分析
光能很大足以使原子核或内层电子产生跃迁；光能很小只能够原子核或 电子
产生自旋：光学光谱区的光能恰好能使原子或分子的外层电子（价电子） 产生跃迁：或者仅产生分子振动或转动能级的跃迁。
1、分子能级图：
E电子 + E振动 + E转动
1~200ev 0.05~1ev 0.05ev
E
可见、紫外 红外 红外
具有不同的能量，而且能量是量子化的。单个光子辐射
的能量为：E=hhc/
3、光学光谱区：紫外（包括远紫外和近紫外）、可见和
红外（包括近、中和远红外）
波谱区称之光学光谱区。在光学光谱区：
红外可见紫外
E红外<E可见<EBiblioteka Baidu外
4、可见光、单色光、复合光与互补色光
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二、光与物质的相互作用（物质内能发生变化） 当光与物质发生相互作用时，可能情况是： a.物质是原子或分子 b.能量足够大或很小
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（3）信号处理系统是将信号放大、平滑、滤波、加和、差减 、微分、积分、变换（如交流信号变为直流信号，电压变为 电流信号或电流变为电压信号，对数转换，傅里叶变换等） 、调频、调幅等。 （4）信号读出系统是将信号处理系统输出的放大信号，以表 头、记录仪、显示器显示出来。 （5）计算机在光学分析仪器中的应用：1 是进行数据处理， 如数字运算、统计分析、曲线拟合、方程求解、数据变换、 数据贮存与调用、图谱检索与鉴定等等；2 是对仪器实施控制 ，如狭缝的选择、波长的自动定位、测量方式的选择、自动 调零与校正背景等，高级的仪器可以按照预定的程度，仪器 根据测定条件的变化，将信号反馈，使测量条件最优化。
（1）信号发生器 是将被测物质的某一物理或化学性质转变为分析信 号，如物质吸收辐射产生的原子、分子吸收光谱；物质受电、热激发产 生的原子发射光谱等，都是分析信号。产生原子、分子吸收光谱的辐射 光源与吸收池组合系统；产生原子发射光谱的电弧，火花光源等即为信 号发生器。
（2）检测器是对产生的分析信号进行检测，并将其转变为易于测量的 信号，通常是电信号，因为电信号容易放大、处理、传输与显示。各种 仪器使用的检测器随检测辐射波长与仪器功能不同而异，常用的辐射检 测器有两类：一类响应光子；另一类响应热。
表1列出了电磁波谱及各谱区相应分析方法。 依据电磁辐射与物质相互作用的性质来划分，建立在不同 物理基础上的各光学分析方法，按照波谱区来划分，分布在 各个波谱区的光谱分析方法见表， 分别简介了吸收光谱法与
发射光谱法。
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三、光学分析仪器的基本组成
光学分析方法是建立在电磁辐射与物质相互作用的基础上的，光学 分析仪器是探测此种相互作用的工具。各种光学分析仪器的具体结构与 复杂程度差别很大，但都包括以下四个基本组成部分：信号发生器、检 测系统、信号处理系统、信号读出系统。在现代化的仪器中，还配有计 算机控制系统。
106 ~750nm )
(400~ 10nm ) (10~0.1nm )
10cm 0.1cm 104nm102 nm
1nm 10 - 2 nm
1=m=102cm=103mm=106m=109nm=1010 A
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2、光的波粒二象性：光具有波动性，又有粒子性。光是
一种不连续的粒子流，亦称光子流。不同波长的光子，
吸光光度法
色谱分析
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光谱分析法概论 §1 光谱分析法基本原理 一、光的基本性质 1、电磁波与电磁波谱 光是一种电磁波，亦称电磁辐射，=c/ 电磁波谱：电磁波按波长或频率有序排列的图谱，称之电磁 波谱。亦称光谱。
(10~1m )
103 m 10m
(102 ~ 0.1cm )
(750~ 400nm )
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二、光学分析方法的分类 根据电磁辐射与物质相互作用性质的不同，光学分析方法可 以分为光谱法与非光谱法两类：以测量电磁辐射与物质相互 作用引起原子、分子内部量子化能级之间的跃迁产生的发射、 吸收、散射波长或强度变化为基础的一类光学分析方法，归 为光谱法；以测量电磁辐射与物质相互作用引起其传播方向、 速度、偏振性与其他物理性质改变的一类光学分析方法，归 属于非光谱法。在分析化学中，光谱法比非光谱法的用途更 为广泛。