原子发射基本原理
原子发射光谱分析基本原理
原子发射光谱分析基本原理原子发射光谱分析是一种常用的分析技术，用于确定物质中不同元素的存在和浓度。
基本原理是通过激发原子使其跃迁到高能级，然后原子从高能级退回到低能级时会发射出一系列特定的频率光线，这些光线就被称为发射光谱。
本文将详细介绍原子发射光谱分析的基本原理。
当原子处于高能级时，由于能量不稳定，原子会自发地退回到低能级。
在这个过程中，原子会发射出一定频率的光线。
这是因为原子的能级结构是离散的，每个能级对应不同的能量差和光频率。
各元素拥有独特的能级结构，因此每个元素会发射出特定的频率光线，形成一种独特的光谱指纹。
发射光谱的特点是谱线的亮度与元素浓度成正比。
因此，通过测量谱线的强度可以确定样品中该元素的浓度。
发射光谱分析可以在可见光、紫外光和红外光范围内进行。
原子发射光谱分析有两种主要的测量方式：线源测量和离散源测量。
线源测量是指使用等离子体火焰或火花放电等产生连续谱的激发源。
这种方法适用于多元素分析和测量大样品数量。
离散源测量是指使用电弧放电或激光脉冲等产生谱线的激发源。
这种方法适用于单元素测量和对样品数量要求不高的分析。
然而，原子发射光谱分析也存在一些局限性。
由于发射光谱需要样品激发和发射，对样品形式和形状要求较高。
此外，元素之间的相互作用和基体效应也会对分析结果产生影响，需要进行校正和修正。
总结起来，原子发射光谱分析是一种常用的化学分析技术，适用于多元素同时分析和不同浓度的测量。
通过测量发射光谱的强度可以确定元素的浓度。
然而，这项技术也有一定的局限性，需要对样品的形态和基体进行处理和修正。
尽管如此，原子发射光谱分析仍然是一种重要的化学分析方法，广泛应用于环境监测、食品检测和地质勘探等领域。
原子发射光谱,荧光光谱,化学发光谱的区别
原子发射光谱、荧光光谱和化学发光光谱是分析化学中常见的光谱技术，它们在原子结构分析和元素检测等方面具有重要的应用价值。
然而，这三种光谱具有不同的原理和特点。
下面将分别介绍原子发射光谱、荧光光谱和化学发光光谱的区别。
一、原子发射光谱1. 原理：原子发射光谱是利用原子在能级跃迁时所发射的特征光谱线进行分析的一种技术。
当原子受到激发能量后，原子的电子会跃迁至较高的能级，而后再跃迁至较低的能级时会发射出特征波长的光谱线。
通过测量这些特征光谱线的强度和波长，可以确定样品中各种元素的含量和种类。
2. 应用：原子发射光谱广泛应用于金属材料分析、环境污染物检测、地质勘探等领域，尤其在工业生产中具有重要的应用价值。
3. 优势：原子发射光谱的灵敏度高、测定范围广，能够同时检测多种元素，具有较高的分析精度和准确度。
二、荧光光谱1. 原理：荧光光谱是利用物质在受到紫外光激发后，发射出荧光光谱进行分析的一种技术。
当样品受到紫外光激发后，部分分子会吸收能量并跃迁至激发态，随后分子会再跃迁至基态并发射出荧光光谱，通过测量荧光光谱的强度和波长，可以得到样品的成分和结构信息。
2. 应用：荧光光谱在生物医学、材料科学、环境监测等领域具有广泛的应用，尤其在生物分析和药物检测中得到广泛应用。
3. 优势：荧光光谱对于生物分子具有较高的灵敏度和选择性，能够实现实时、非破坏性的分析。
三、化学发光光谱1. 原理：化学发光光谱是利用化学反应产生的发光进行分析的一种技术。
当两种或多种试剂混合后，在化学反应的作用下产生的化学发光可以被测定，通过测量化学发光的强度和时间，可以获得样品的化学成分和反应动力学信息。
2. 应用：化学发光光谱广泛应用于医学诊断、食品安全检测、环境监测等领域，尤其在微量分析和实时检测方面具有重要意义。
3. 优势：化学发光光谱对于微量物质具有较高的检测灵敏度和快速响应性，适用于多种复杂样品的分析。
原子发射光谱、荧光光谱和化学发光光谱分别具有不同的原理和应用特点，它们在元素分析和化学反应动力学研究中发挥着重要的作用。
原子发射光谱分析概述、基本原理和定性定量分析方法
物镜
准直镜
反射镜 入射狭缝
光栅 转台
AES仪器略图
光源
一 、AES光源 1. 光源种类及特点
光源
经典光源 现代光源
火焰 电弧 火花
直流电弧 交流电弧
电感耦合等离子体，ICP 激光光源
直流电弧：接触引燃，二次电子发射放电
L
E 220~380V V
5~30A
G
R
d) 谱线的自吸(self-absorption)及自蚀(self-reversal)； e)e) 激发温度 T； f)f) 基态原子数 N0 或浓度 c； g) 前三项由待测物原子自身的性质决定，如核电荷数 、外层电子、轨道状态等。 h) 影响谱线强度及其稳定性最重要的的因素是温度T！
5.3 AES仪器 AES仪器由光源、单色系统、检测系统三部分组成。此
上述振荡电压 10kV(变压器B2) C2击穿 高压高频振荡 引燃分析 间隙（L2-C2-G2）;
G 被击穿瞬间，低压电流使 G2 放电（通过R1和电流表） 电弧； 不断引燃 电弧不灭。
5由于原子或离子的能级很多并且不同元素的结构是不同的因此对特定元素的原子或离子可产生一系不同波长的特征光谱通过识别待测元素的特征谱线存在与否进行定性分析定性原理
原子发射光谱分析 概述、基本原理和 定性定量分析方法
5.1 概述 5.2 基本原理 5.3 AES 仪器 5.4 定性定量分析方法
1）分析对象为大多数金属原子； 2）物质原子的外层电子受激发射产生特征谱线（线光谱）； 3）谱线波长——定性分析；谱线强度——定量分析。
E = E2-E1 = h =hc/
高能态E2）
2. 几个概念 激发电位(Excited potential)：由低能态--高能态所需要的
原子发射光谱的原理
原子发射光谱是一种用于研究原子的光谱分析方法，它基于原子在激发态和基态之间跃迁时所发射的特定波长的光线。
以下是原子发射光谱的基本原理：
激发原子：通过外部能量源（如火焰、电弧、激光等）提供能量，原子的电子从基态跃迁到高能级的激发态。
这种能量供应导致电子在原子内部跃迁到更高的能级。
跃迁发射：激发态的原子处于不稳定状态，电子倾向于回到较低的能级。
在这个过程中，原子会通过跃迁发射特定波长的光子，即光子能量与原子能级差之间的关系是定量的。
光谱测量：发射的光子经过分光仪或光谱仪分散成不同波长的光，并通过探测器进行测量和记录。
测量得到的光谱显示了不同波长的发射线，每条发射线对应于原子在不同能级之间跃迁所发射的特定波长。
通过分析原子发射光谱，可以获得关于原子的信息，包括元素的存在、浓度、能级结构和其他特性。
每个元素都有其独特的发射光谱，因此原子发射光谱可用于元素分析和识别，广泛应用于化学、物理、材料科学和环境监测等领域。
原子发射光谱的特点
原子发射光谱的特点原子发射光谱是一种重要的光谱学技术，用于研究原子的结构、能级和谱线等特性。
它利用原子在受激光或火焰等外界刺激下，发射出特定波长的光线，从而得到原子的光谱信息。
本文将从原子发射光谱的基本原理、实验方法和特点等方面进行介绍。
一、原子发射光谱的基本原理原子发射光谱的基本原理是原子在受到外界刺激后，会从低能级跃迁到高能级，然后再从高能级跃迁回低能级时，会发射出能量等于两个能级差的光子，即谱线。
这些谱线的波长和强度与原子的能级结构有关，因此可以通过观察谱线的波长和强度来研究原子的能级结构。
原子发射光谱的谱线可以分为两类：离散谱线和连续谱线。
离散谱线是由原子从一个确定的能级跃迁到另一个确定的能级时发射的谱线，它们的波长和强度非常精确。
连续谱线则是由原子在热力学平衡状态下发射的谱线，它们的波长和强度比较模糊，通常呈现出一条连续的光谱带。
二、原子发射光谱的实验方法原子发射光谱的实验方法可以分为两类：原子吸收光谱和原子发射光谱。
原子吸收光谱是将一束光通过待测物质的气体或溶液中，测量在不同波长下光的强度，从而得到原子吸收光谱。
原子发射光谱则是将一束激光或火焰照射到待测物质上，测量发射的光谱，从而得到原子发射光谱。
原子发射光谱的实验方法通常包括以下步骤：1. 准备样品：将待测物质转化为气态或溶液态。
2. 激发原子：用激光或火焰等方法将原子激发到高能级。
3. 收集光谱：用光谱仪或光电倍增管等设备测量发射的光谱。
4. 分析光谱：分析光谱的波长和强度，得到原子的能级结构和谱线信息。
三、原子发射光谱的特点原子发射光谱具有以下特点：1. 精确性高：离散谱线的波长和强度非常精确，可以用来确定原子的能级结构和谱线信息。
2. 灵敏度高：原子发射光谱可以检测极小量的样品，因此可以用来分析微量元素。
3. 选择性强：不同元素的原子发射光谱谱线具有独特的波长和强度，因此可以用来区分不同元素。
4. 实验方法简单：原子发射光谱的实验方法相对简单，只需要激发原子并测量发射的光谱即可。
原子发射光谱的分析基本原理
应用案例和实验结果
元素分析
使用原子发射光谱技术对不同 样品中的元素进行分析，例如 水、土壤和金属合金。
环境监测
质量控制
检测大气中的重金属和污染物， 以实时监测环境质量。
在制药和食品行业中使用原子 发射光谱技术进行产品质量控 制和合规性检查。
选择合适的光源和谱线
1 光源选择
2 谱线选择
3 光谱范围
根据要分析的元素选择 适合的光标元素的能级结 构，选择具有明确且强 度适中的谱线。
确定测量的光谱范围， 以确保目标元素的谱线 能够完全包含在内。
标定和校准
为了获得准确的分析结果，必须进行标定和校准。标定使用已知浓度的标准溶液，而校准使用一系列浓 度不同的标准溶液，以建立浓度和信号强度之间的关系。
光源和谱线选择
2
选择合适的光源和谱线，以使目标元
素能够发射明确的光谱线。
3
数据分析
4
对测量得到的光谱数据进行分析和解 释，以得出样品中元素的含量和分布。
样品制备
准备样品并将其转化为气态、溶液或 固态形式，以便于进一步的处理和测 量。
光谱测量
使用光谱仪器测量样品发射的光谱， 并记录光谱线的波长和强度。
检测大气、水体和土壤中的污染物，以保护环境和人类健康。
食品安全
检测食品中的重金属和其他有害物质，确保食品的安全和质量。
原子发射光谱的基本原理
1 激发和跃迁
通过能量输入将原子激发到高能级，然后跃迁回基态时会发射特定频率的光。
2 能级结构
每个元素都有独特的能级结构，导致它们发射特定的光谱线。
3 谱线特征
原子发射光谱的分析基本 原理
原子发射光谱是一种重要的光谱分析技术，它通过观察物质发射的光谱来获 取元素的信息。了解这个基本原理可以帮助我们在许多领域中应用它，例如 化学、材料科学和环境监测。
ICP-OES基本原理
目 录
1. 原子发射法简介 2.ICP发射光谱分析原理 3.ICP发射光谱仪的构成 4.ICP发射光谱分析方法 5. 样品的前处理
1.原子发射法简介
1.1 概述 1.定义： AES是据每种原子或离子在热或电激发，处于激发态的待测元素原子回到基态时发射出特征的电磁辐射而进行元素定性和定量分析的方法。
2.4 ICP-AES可测定的元素及范围
ICP-AES不便测定的元素
卤族元素中溴、碘可测,氟、氯不能测定. 惰性气体可激发,灵敏度不高,无应用价值. 碳元素可测定,但空气二氧化碳本底太高. 氧,氮,氢可激发,但必须隔离空气和水. 大量铀,钍,钚放射性元素可测,但要求防护条件
应用范围
常量分析0.X%--20% 微量分析 0.00X%---0.X% 痕量分析:0.0000X%---0.000X%,一般需要分离和富集, 不宜用于测定30%以上的,准确度难于达到要求.
2.3 ICP光源的装置及其形成
原子、离子、电子在强烈的振荡运动中互相碰撞产生更多的电子与离子。终于形成明亮的白色Ar-ICP放电，其外形尤如一滴刚形成的水滴。在高度电离的ICP内部所形成的环形涡流可看作只有一匝的变压器次级线圈，而水冷的工作线圈则相当于变压器的初级线圈，它们之间的耦合，使磁场的强度和方向随时间而变化，受磁场加速的电子和离子不断改变其运动方向，导致焦耳发热效应并附带产生电离作用。这种气体在极短时间内在石英的炬管内形成一个新型的稳定的“电火焰”光源。 样品经雾化器被气动力吹散击碎成粒径为1-10um之间的细粒截氩气由中心管注入ICP中，雾滴在进入ICP之前，经雾化室除去大雾滴使到达ICP的气溶胶微滴快速地去溶、蒸发和原子化。
(4) 检出限低。一般光源可达10～0.1μg﹒g-1（或μg﹒cm-3），绝对值可达1～0.01μg。电感耦合高频等离子体（ICP）检出限可达ng﹒g-1级。 (5) 准确度较高。一般光源相对误差约为5％～10％，ICP相对误差可达1％以下。 (6) 试样消耗少。 (7) ICP光源校准曲线线性范围宽可达4～6个数量级。这样可测定元素各种不同含量（高、中、微含量）。一个试样同时进行多元素分析，又可测定各种不同含量。目前ICP-AES已广泛地应用于各个领域之中。 （8）常见的非金属元素如氧、硫、氮、卤素等谱线在远紫外区，目前一般的光谱仪尚无法检测；还有一些非金属元素，如P、Se、Te等，由于其激发电位高，灵敏度较低。
原子发射光谱分析基本原理
原子发射光谱分析基本原理原子发射光谱分析（Atomic Emission Spectroscopy，简称AES）基本原理是利用原子在受激光、电弧等能量源作用下，从低能级跃迁到高能级，再由高能级返回低能级时发射光线的特性，来研究和分析各元素的组成和含量。
下面将详细介绍AES的基本原理。
1.激发和激光源：激发是令原子从基态跃迁到激发态所受到的能量刺激，常见的激发方式有电弧、火焰和激光。
其中，激光是最常用的激发源，其具有单色性、高亮度和空间一性等优点，可以选择激发特定的原子或分子。
2.激发态原子：原子经过能量激发后，电子由低能级跃迁到高能级。
高能级的原子是不稳定的，会通过退激发（即从高能级发射光子返回低能级）的方式来重新恢复到基态。
这个时间通常很短，大约在纳秒级别。
3.跃迁和能级：原子从一个能级跃迁到另一个能级时，会发射或吸收一定频率的光子。
这些能级间的跃迁是由原子的电子转移引起的，每个原子有特定的能级结构。
不同元素具有不同的能级结构，因此会发射出不同波长的光谱线。
4.光谱仪：光谱仪是用来观测和测量原子发射光谱的仪器。
光谱仪包括光源、衍射装置和检测器。
当原子发射光谱经过衍射装置时，会发生衍射现象，使得不同波长的光线发生偏折，最终通过检测器进行测量和记录。
5.光谱线特性：每个元素在发射光谱中都有特定的光谱线，即特定波长的光线。
这些光谱线的强度和波长与元素的组成和含量有关。
通过测量光谱线的强度，可以计算出样品中元素的相对含量。
总而言之，原子发射光谱分析是利用原子在激发态和基态之间跃迁所发射的特定波长光线，通过测量光谱线的强度和波长，来研究和分析样品中不同元素的组成和含量。
这在材料科学、地球科学和生命科学等领域具有广泛的应用。
第6章原子发射光谱法
影、定影等过程后，制得光谱底片，其上有许多黑度不同
的光谱线。
然后用映谱仪观察谱线位置及大致强度，进行光谱定 性及半定量分析。
用测微光度计测量谱线的黑度，进行光谱定量分
析。
H = E •t=KIt 黑度S定义为透过率倒数的对 数，故
S = lg1/T = lg i0 / i
感光板上谱线黑度，一般用测 微光度计测量。
（2）ICP的分析性能 ICP焰炬外型像火焰，但不是化学燃烧火焰，气体放电。 优点： Ⅰ、温度高（5000-8000K)，惰性气氛，原子化条件好，有利于 难熔化合物的分解和难激发元素激发，可测定70多种元素。 Ⅱ、试样在光源中停留时间长，有利于试样的原子化、电离和 激发。氩气的环境使化学干扰和基体效应小，有很高的灵敏度。 Ⅲ、放电的稳定性很好，分析的精密度高，相对误差1%左右 。
分辨率（resolving power): 摄谱仪的光学系统能够正确分辨出紧邻两条 谱线的能力。可用两条可分辨开的光谱线波长 的平均值λ与其波长差△λ之比值来表示。即： R= λ/ △λ 集光本领 指摄谱仪的光学系统传递辐射的能力，大型 摄谱仪的集光本领较中型摄谱仪弱。
摄谱法是用感光板记录光谱。将光谱感光板置于摄谱 仪焦面上，接受被分析试样的光谱作用而感光，再经过显
原子发射光谱法的应用：在地质、冶金、机械、环境、 生命及医学等领域得到广泛应用。
第二节 原子发射光谱法的基本原理
一、原子发射光谱的产生
一般情况下，物质的原子处于基态，通过电致激发、
热致激发等激发光源作用下，原子获得能量，外层电子从 基态跃迁到较高能态变为激发态 ，约经10-8 s，外层电子就 从高能级向较低能级或基态跃迁，能量以光辐射形式发射 出去，这样就得到发射光谱。 热能、电能
原子荧光光谱法的基本原理
原子荧光光谱法的基本原理
该方法的基本原理如下：
1.荧光发射：当原子受到能量激发时，其外层电子会向更高能级跃迁。
在跃迁回基态的过程中，会释放出能量并发射光子，即发出荧光。
荧光的
能量与原子的能级差相关，不同的元素有不同的能级差，因此它们发出的
荧光具有特定的波长和能量。
2.荧光激发：为了使原子发出荧光，需要将其能级激发到较高的能态。
一种常用的方法是使用光源来照射待测物质，光源的能量可以与物质中的
电子能级相匹配。
当光源照射到物质中时，一部分光子能量会被物质吸收，使得物质中的电子跃迁到激发态。
3.能级跃迁：激发态的原子在短暂的时间内会停留在激发态，然后通
过辐射跃迁、非辐射跃迁或共振能量传递的方式回到基态。
这过程中发出
的荧光具有特定的波长和能量。
4.荧光检测：荧光的波长和强度可以通过光谱仪来测量。
光谱仪通常
包括一个入射光源、一个分光装置和一个荧光检测器。
它的工作原理是将
不同波长的荧光光子分离并检测。
通过测量荧光的波长和强度，可以确定
物质中的元素种类和含量。
1. 灵敏度高：原子荧光光谱法可以检测到微量的元素，灵敏度比其
他分析方法高，可以达到ppb（十亿分之一）至ppt（万亿分之一）级别。
2.特异性强：每种元素所发射的荧光光谱具有特定的波长和能量，因
此可以对物质中的不同元素进行准确的定性和定量分析。
3.成分宽泛：原子荧光光谱法适用于多种不同的样品类型，包括液体、固体和气体。
4.分析速度快：原子荧光光谱法对样品处理的要求较低，操作简便，
分析速度相对较快。
原子发射光谱原理
原子发射光谱原理
原子发射光谱是物理学研究中的一个重要分支，它通过研究原子在受激激发后发射出的光谱来了解原子的结构和性质。
原子发射光谱的实验基于以下几个原理：
1. 原子能级：原子中的电子存在不同能级，当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或者发射能量。
原子发射光谱通过研究不同能级间的跃迁来确定原子的能级结构。
2. 激发和激发源：为了使原子跃迁到较高能级，我们需要提供足够的能量来激发原子。
常用的激发源包括高温、高压和电磁辐射等。
例如，将气体放电产生等离子体，通过碰撞激发气体中的原子使其跃迁到激发态。
3. 光的发射：当原子从激发态退回到低能级时，会发射出能量等于跃迁能级差的光子。
这些发射的光子组成了原子发射光谱。
4. 光谱分析：经过准确的测量和分析，我们可以获得原子发射光谱中的特征谱线。
这些谱线的波长或频率与原子的能级差密切相关，因此可以用来确定原子的结构和特性。
原子发射光谱广泛应用于化学、物理、天文学等领域。
通过分析光谱，我们可以研究原子的能级结构、同位素的分离和测量、元素的定性分析以及识别天体中的化学成分等。
此外，原子发射光谱也是化学分析和材料研究中常用的分析工具，可以检测和分析样品中的各种元素及其含量。
它不仅具有高灵敏度和高选择性，而且具有非破坏性和快速分析的特点。
总而言之，原子发射光谱是通过研究原子在激发态与基态之间跃迁发射出的光谱来了解原子的能级结构和性质的一门科学。
通过对原子发射光谱的研究，我们可以深入了解物质的微观结构，促进科学技术的发展和应用。
仪器分析教案第四章原子发射光谱1
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（4）投影系统：感光板或光电倍增管。
作用：使经过色散后不同波长的单色平行光束聚焦 在感光板上，形成按波长顺序排列的狭缝像——光 谱，或变成电信号进行记录。
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三、检测器 按接受光辐射的方式分类，常用的检测方法有： 目视法、摄谱法和光电法 A.目视法→看谱仪；可见光谱区，钢铁及冶金现 场分析。 B.摄谱法 →摄谱仪；感光板作检测器。
The rationale of Atomic emission spectrum
三、原子发射光谱分析的 一般步骤
The process of Atomic emission spectrum analysis
21:01:57
第一节
原子发射光谱的基本原理
激发态
1.原子发射光谱
定义：原子发射光谱分
析(AES)是根据原子所发射
体炬管、雾化器三部分组成。
21:01:57
高频磁场→感应线圈产生电火花触发少 量气体产生电离→带电粒子在高频交变电场 的作用下高速运动→碰撞气体原子→迅速、 大量电离→产生一股垂直于管轴方向的环形 涡电流→形成几百安的感应电流→瞬间就将 气体加热到近10000K的高温→在管口形成一 个火炬状的稳定的等离子体→试样由焰炬内 管喷射到等离子体内进行蒸发、原子化和激 发。
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Ⅰ主要部件：四部分组成
（1）照明系统：由透镜组成。一个或三个。
作用：使光源发射的辐射均匀地照明人射狭缝，使 感光板所得的谱线每部分都很均匀。
（2）准光系统：包括入射狭缝和准直镜。 作用：把入射光变成平行光束照射到棱镜上。 （3）色散系统：由一个或多个棱镜或光栅组成。 作用：使通过的复合光，成为按一定波长顺序排列 的单色平行光束。
原子发射的原理
原子发射的原理
原子发射是指原子从高能级跃迁到低能级时所释放的能量以电磁波的形式传播出去的过程。
具体来说，原子发射的原理涉及到原子的能级结构和电磁辐射的基本原理。
在原子的能级结构中，存在着不同的能级。
原子处于较高的能级时相对较不稳定，而当原子跃迁到较低的能级时，将释放出能量。
这个能量的释放过程，会导致原子的能级发生变化，从而使得原子具有一个特定的频率和波长。
根据普朗克公式，辐射的能量与频率成正比。
因此，从原子发射的频率和波长中，我们可以得知原子的能级结构和跃迁的机制。
原子发射的过程中，能量的释放以电磁波的形式传播出去。
根据麦克斯韦方程组，电磁波具有电场和磁场的变化。
当原子跃迁导致能量释放时，电荷的加速产生了变化的电场和磁场，这种变化以电磁波的形式传播出去，形成了原子发射的现象。
值得注意的是，原子发射是一个无偏向性过程，也就是说，电磁波在空间中传播的方向是随机的，没有明确的偏向性。
这也符合电磁波的波动性质。
总之，原子发射的原理涉及到原子能级的跃迁和能量释放以电磁波的形式传播出去的过程。
通过研究原子发射的频率和波长，我们可以获得关于原子能级结构和跃迁的信息。
原子发射光谱 相对误差-概述说明以及解释
原子发射光谱相对误差-概述说明以及解释1.引言1.1 概述原子发射光谱是研究原子内部能级结构和原子性质的重要实验技术之一。
利用原子发射光谱可以获得原子的能级跃迁信息，进而得到元素的特征光谱线，从而可以进行元素分析和物质组成的确定。
原子发射光谱广泛应用于多个领域，包括化学分析、环境监测、材料科学等。
在化学分析领域，原子发射光谱被用于定量分析、质量分析等，可以实现对不同元素浓度的测量。
在环境监测中，原子发射光谱可以用于检测污染物的存在和浓度，从而评估环境质量。
在材料科学中，原子发射光谱可以用于材料成分的表征和分析，帮助研究人员了解和改进材料的性能。
然而，在进行原子发射光谱分析时，相对误差是一个重要的问题需要考虑。
相对误差指的是实际测量结果与理论值之间的差异在相对值上的百分比。
原子发射光谱的相对误差可以来自多个方面，比如仪器本身的误差、采样和前处理的误差等。
本文将对原子发射光谱的基本原理进行介绍，探讨其应用领域，并重点分析原子发射光谱的相对误差问题。
通过总结原子发射光谱的重要性和归纳相对误差问题，我们还将提出一些改进原子发射光谱相对误差的方法。
这些方法可以帮助科研人员和实验室从业人员更准确地进行原子发射光谱的分析和测量，提高其结果的可靠性和准确性。
1.2 文章结构文章结构在本文中，我们将按照以下顺序来展开对原子发射光谱相对误差的讨论。
首先，在引言部分，我们将概述本文的研究背景和目的，以及文章的整体结构。
然后，我们在正文部分将深入探讨原子发射光谱的基本原理和应用领域，包括其在化学、物理和纳米科学等领域的重要性和应用。
在这一部分，我们还将特别着重分析原子发射光谱的相对误差问题，探讨其产生的原因和可能的解决方法。
最后，在结论部分，我们将对全文进行总结，强调原子发射光谱的重要性，并归纳讨论了其相对误差问题，提出可能的改进方法。
通过这样的结构安排，本文旨在全面而系统地介绍原子发射光谱的相关知识，特别关注其相对误差问题，并为未来的研究提供有价值的参考。
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一、光源
作为光谱分析用的光源对试样都具有两 个作用过程。首先，把试样中的组分蒸发 离解为气态原子，然后使这些气态原子激 发，使之产生特征光谱。因此光源的主要 作用是对试样的蒸发、解离和激发提供所 需的能量。最常用的光源有直流电弧、交 流电弧、电火花等
1. 直流电弧（DC)
直流电作为激发能源，电压220 ～380V，电流5～ 30A； 两支石墨电极，试样放置在一支电极(下电极)的凹槽内； 使分析间隙的两电极接触或用导体接触两电极，通电，电 极尖端被烧热，点燃电弧，再使电极相距4 ～ 6mm；
（3）当G被击穿时，电源的低 压部分沿着已造成的电离气体通道 ，通过G进行电弧放电；
（4）在放电的短暂瞬间，电压 降低直至电弧熄灭，在下半周高频 再次点燃，重复进行；
工作电压：110～220 V。 采用高频引燃装置点燃电弧，在每一交流半周时引燃一 次，保持电弧不灭；
工作原理
（1）接通电源，由变压器B1升压至2.5～3kV，电容器C1 充电；达到一定值时，放电盘G1击穿；G1-C1-L1构成振荡回 路，产生高频振荡；
（2）振荡电压经B2的次级线圈升压到10kV，通过电容器 C2将电极间隙G的空气击穿，产生高频振荡放电；
非共振线：激发态与激发态之间跃迁形成的光谱线 共振线： 激发态与基态之间的跃迁产生的光谱线 原子线：原子发射的谱线 离子线：离子发射的谱线 元素谱线表：I 表示原子发射的谱线；
II 表示一次电离离子发射的谱线； III表示二次电离离子发射的谱线； 如Mg I 285.21 nm ；Mg II 279.55 nm； 同种元素的原子和离子所产生的原子线和离子线都是该元 素的特征谱线，习惯上统称为原子光谱。
自吸：某元素的原子从中心发射电磁辐射，必然要通过 边缘到达检测器，这样所发射的电磁辐射就可能被处在边缘 的同一元素基态原子或较低能级的原子吸收，使接受到的谱 线强度降低。
这种原子在高温发射某一波长的辐射，被处在边缘低温 状态的同种原子所吸收的现象称为自吸。
元素浓度低时，不出现自吸。随 浓度增加，自吸越来越严重，当达到 一定值时，谱线中心完全吸收，如同 出现两条线，这种现象称为自蚀。
二、原子发射光谱的产生
formation of atomic emission spectra
在正常状态下，元素处于基态，元素在受到外界能量（ 热能或电能）激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时 ，发射出特征光谱（线状光谱）；
热能、电能
基态元素M
E
激发态M*
特征辐射
原子的共振线与离子的电离线
一、概述
原子发射光谱分析法（AES）：根据待测物质的气态原子 或离子受激发后所发射的特征光谱的波长及其强度来测定物 质中元素组成和含量的分析方法。
原子发射光谱法的一般分析步骤： （1）在激发光源中，将待测物质蒸发、解离、电离、激 发，产生光辐射。 （2）将待测物质发射的复合光经分光装置色散成光谱 （3）通过检测器检测待测物质中元素光谱线的波长和强 度，进行元素的定性和定量分析 优点：选择性好，分析速度快，多种元素同时分析。
四、谱线的自吸与自蚀
self-absorption and self reversal of spectrum line
等离子体：包含分子、离子、电子等粒子 ，其正负电荷相等的电离气体。它具有电中 性和导电性。
等离子体有一定的体积，温度与原子浓度 在其各部位分布不均匀，中间的温度、激发 态原子浓度高，边缘温度低，基态与较低能 级的原子较多。
基态原子对共振线的自吸最严重 谱线表，r：自吸；R：自蚀；
第三章 原子发射光谱
分析法
atomic emission spectrometry,AES
第二节 原子发射光谱分析
装置与仪器
device and instrument of AES
一、光源 二、光谱仪
仪器流程
process of AES
原子发射光谱仪通常由三大部分构成： 激发光源、分光系统（光谱仪）及进行光谱分析的检测系统；
三、谱线强度 spectrum line intensity
原子由某一激发态 i 向基态或较低能级 j 跃迁，所发射的
谱线强度与激发态原子数成正比。
在热力学平衡时，单位体积的基态原子数N0与激发态原
子数Ni的之间的分布遵守玻耳兹曼分布定律：
Ni
gi g0
Ei
N0 e kT
gi 、g0为激发态与基态的统计权重； Ei ：为激发能；k为
电弧点燃后，热电子流高速通过分析间隙冲击阳极，产 生高热，试样蒸发并原子化，电子与原子碰撞电离出正离子 冲向阴极。电子、原子、离子在分析间隙相互碰撞，发生能 量交换，使原子跃迁到激发态，返回基态时发射出该原子的 光谱。
弧焰温度：4000～7000 K 可使约70多种元素激发；
2. 低压交流电弧
玻耳兹曼常数；T为激发温度；
发射谱线强度： Iij = Ni Aijhij
h为Plank常数；Aij两个能级间的跃迁几率； ij发射谱线
的频率。将Ni代入上式，得ij h ij
N0
Ei
e kT
影响谱线强度的因素：
（1）激发能 激发能越小，谱线
强度越强；
（2）温度 温度升高，谱线强度
增大，但易电离。
Iij
gi g0
Aij h ij
N0
Ei
e kT
影响谱线强度的因素： （3）基态原子数 谱线强度与基态原子数成正比，在一 定条件下，基态原子数与试样中该元素浓度成正比。因此 ，在一定的实验条件下谱线强度与被测元素浓度成正比， 这是光谱定量分析的依据。
第三章
原子发射光谱分析法
atomic emission spectrometry,AES
第一节 原子发射光谱分析
基本原理
basic principle of AES
一、概述 generalization 二、原子发射光谱的产生 formation of atomic emission spectra 三、谱线强度 spectrum line intensity 四、谱线自吸与自蚀 self-absorption and selp reversal of spectrum line