塞曼原理简介

Zeeman背景校正原理介绍

1．相关知识：

（1）原子吸收：

待测元素的光源发光光路通过样品原子蒸气产生光谱吸收检测吸光度Abs。

这个吸光度Abs与样品中待测元素的浓度C具有线性关系，根据吸光度Abs的大小，就可以计算出样品中待测元素浓度C的大小了。

（2）背景校正：

但是产生的光谱吸收不仅仅是待测元素产生的吸光度AA，往往样品中的基体组分也会产生吸收，这被称作背景吸收BG，从而造成吸光度的误差，也就造成了测量数据的误差。

而背景校正就是扣除背景吸收BG。

2．塞曼背景校正：

★原理：

1886年，荷兰物理学家塞曼发现光源在强磁场作用下产生发射线分裂的现象，这种现象称为塞曼效应，而当磁场施加在吸收池时，同样可以观测到吸收线分裂的现象，称为逆向塞曼效应。

在磁场作用下，原子能级发生分裂致使谱线分裂为三条（或多条）谱线，称为正常（或反常）塞曼效应。分裂后的谱线具有偏振性，波长分别为λ0、λ0±λ1、λ0±λ2……。

对于正常塞曼效应，波长未发生变化的λ0谱线称为π成分，偏振方向与磁场方向平行；波长发生变化的λ0±λ1谱线称为σ±成分，偏振方向与磁场方向垂直。

在采用塞曼背景校正时，用π成分测量出原子吸收（AA）与背景吸收（BG），即AA+BG，用σ±成分测量出背景吸收（BG’），且有BG=BG’，两次测量值相减，即得到扣除背景后的原子吸收信号。

★分类：

应用塞曼效应进行背景校正时，仪器结构并不是固定或一致的，校正方式也可进一步细分为若干种，它由磁场位置、磁场方向、以及磁场性质这三方面的不同选择而决定：

磁场位置不同分为2种。磁场施加在光源产生发射线塞曼分裂的光源调制，后者磁场施加在原子化器产生吸收线塞曼分裂的吸收线调制。

磁场方向不同分为2种。磁场与光路垂直称作横向塞曼效应，磁场与光路平行称作纵向塞曼效应。

磁场性质不同分为2种。采用恒定磁场的偏振调制方式，采用交变磁场的磁场调制方式。

对上述三方面的不同选择就形成了一共2*2*2=8种塞曼背景校正仪器：

a.光源调制横向塞曼恒定磁场型

b.光源调制横向塞曼交变磁场型

c.光源调制纵向塞曼恒定磁场型

d.光源调制纵向塞曼交变磁场型

e.吸收线调制横向塞曼恒定磁场型

f.吸收线调制横向塞曼交变磁场型

g.吸收线调制纵向塞曼恒定磁场型

h.吸收线调制纵向塞曼交变磁场型

但是：

a．光源调制方式对于仪器光源结构有较大要求，使得元素灯不具有通用性，逐渐被市场所淘汰吧就算...因此，目前市场上的塞曼背景校正的仪器都是采用原子化器调制方式，没有使用光源调制的类型了。b．关于横向与纵向磁场的问题。横向磁场效应产生的是波长不变的π成分和波长变化的σ±成分，前者用于测量原子吸收信号，后者不产生原子吸收信号，是用于对背景校正。而纵向磁场仅能产生σ±成分，也就是说仅能产生背景信号。

c．因此，横向磁场可以使用恒定磁场和交变磁场来实现原子吸收与背景吸收的测量。而纵向磁场只能采用交变磁场，通过磁场的有无来分别实现对原子吸收信号和背景信号的测量，纵向磁场若采用恒定磁场则只有背景信号，不能用于原子吸收仪器分析。

纵上所述，所以目前市场上只有3种塞曼背景校正的仪器：

吸收线调制恒定磁场横向塞曼型：

WFX-810型（北京瑞利分析仪器公司）

Z8000/Z5000/Z2000系列（日本Hitachi公司）

吸收线调制交变磁场横向塞曼型：

ZEEnit系列（德国analytik-jena公司）

Z3030型（美国Perkin-Elmer公司）

吸收线调制交变磁场纵向塞曼型：

ZL4100/Z600/Z800 AnalytTM600/800型（美国Perkin-Elmer公司）

继续，这就引起了一个问题，采用交变磁场背景校正的，它必须要求有复杂、庞大的电路系统，而且磁间隙有限，现有的机械、电学、物理学等水平决定了它不能够生产出有火焰燃烧缝那么长（一般15cm左右）的磁场，仅仅应用于石墨炉分析的纵向交变磁场的正常消耗功率就已经达到了4kW！这已经对用于分析的实验室的电路造成了很大的负荷，而且还不包括石墨炉电源，仅仅是它的交变磁场就是4kW了。

因此目前采用纵向交变磁场背景校正的仪器，仅仅是石墨炉分析而已，仪器在火焰一侧的背景校正方式采用的必然是D2灯。

而横向恒定磁场就没有这个问题了，可以实现火焰与石墨炉的塞曼背景校正，但是并不是说这就比交变磁场要好或是技术更先进，应该说是各有所长也各有所短，真正的评判依据在于用户，用户分析自己的样品适用的方式，就是对他来说好的方式。

谢谢…

应用或转载请注明出处北京瑞利分析仪器公司原子吸收事业部李晓晨