第一章原子发射光谱法解读
第一章原子发射光谱法解读
第一章、原子发射光谱法一、选择题1.闪耀光栅的特点之一是要使入射角α、衍射角β和闪耀角θ之间满足下列条件( )(1) α=β(2) α=θ(3) β=θ(4) α=β=θ2光栅公式[nλ= b(Sinα+ Sinβ)]中的b值与下列哪种因素有关？( )(1) 闪耀角(2) 衍射角(3) 谱级(4) 刻痕数(mm-1)3. 原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的？( )(1) 辐射能使气态原子外层电子激发(2) 辐射能使气态原子内层电子激发(3) 电热能使气态原子内层电子激发(4) 电热能使气态原子外层电子激发4. 摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I——光强, N基——基态原子数,∆S——分析线对黑度差, c——浓度, I——分析线强度, S——黑度)？( )(1) I－N基(2) ∆S－lg c(3) I－lg c(4) S－lg N基5. 下述哪种光谱法是基于发射原理？( )(1) 红外光谱法(2) 荧光光度法(3) 分光光度法(4) 核磁共振波谱法6. 当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是( )(1) K(2) Ca(3) Zn(4) Fe7. 以光栅作单色器的色散元件，若工艺精度好，光栅上单位距离的刻痕线数越多，则( )(1) 光栅色散率变大，分辨率增高(2) 光栅色散率变大，分辨率降低(3) 光栅色散率变小，分辨率降低(4) 光栅色散率变小，分辨率增高8. 发射光谱定量分析选用的“分析线对”应是这样的一对线( )(1) 波长不一定接近，但激发电位要相近(2) 波长要接近，激发电位可以不接近(3) 波长和激发电位都应接近(4) 波长和激发电位都不一定接近9. 以光栅作单色器的色散元件，光栅面上单位距离内的刻痕线越少，则( )(1) 光谱色散率变大，分辨率增高(2) 光谱色散率变大，分辨率降低(3) 光谱色散率变小，分辨率增高(4) 光谱色散率变小，分辨率亦降低10. 在下列激发光源中,何种光源要求试样制成溶液？( )(1)火焰(2)交流电弧(3)激光微探针(4)辉光放电11. 用发射光谱进行定性分析时,作为谱线波长的比较标尺的元素是( )(1)钠(2)碳(3)铁(4)硅12. 基于发射原理的分析方法是( )(1) 光电比色法(2) 荧光光度法(3) 紫外及可见分光光度法(4) 红外光谱法13. 发射光谱法用的摄谱仪与原子荧光分光光度计相同的部件是( )(1)光源(2)原子化器(3)单色器(4)检测器14. 下面哪些光源要求试样为溶液, 并经喷雾成气溶胶后引入光源激发？( )(1) 火焰(2) 辉光放电(3) 激光微探针(4) 交流电弧15. 发射光谱分析中, 具有低干扰、高精度、高灵敏度和宽线性范围的激发光源是( )(1) 直流电弧(2) 低压交流电弧(3) 电火花(4) 高频电感耦合等离子体16. 电子能级差愈小, 跃迁时发射光子的( )(1) 能量越大(2) 波长越长(3) 波数越大(4) 频率越高17. 光量子的能量正比于辐射的( )(1)频率(2)波长(3)传播速度(4)周期18. 下面哪种光源, 不但能激发产生原子光谱和离子光谱, 而且许多元素的离子线强度大于原子线强度？( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体19. 下面几种常用激发光源中, 分析灵敏度最高的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体20. 下面几种常用的激发光源中, 最稳定的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体21. 连续光谱是由下列哪种情况产生的？( )(1)炽热固体(2)受激分子(3)受激离子(4)受激原子22. 下面几种常用的激发光源中, 分析的线性范围最大的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体23. 下面几种常用的激发光源中, 背景最小的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体24.下面几种常用的激发光源中, 激发温度最高的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体25. 仪器分析实验采用标准加入法进行定量分析, 它比较适合于( )(1) 大批量试样的测定(2) 多离子组分的同时测定(3) 简单组分单一离子的测定(4) 组成较复杂的少量试样的测定26. 原子发射光谱仪中光源的作用是( )(1) 提供足够能量使试样蒸发、原子化/离子化、激发(2) 提供足够能量使试样灰化(3) 将试样中的杂质除去,消除干扰(4) 得到特定波长和强度的锐线光谱27. 用原子发射光谱法直接分析海水中重金属元素时, 应采用的光源是( )(1) 低压交流电弧光源(2) 直流电弧光源(3) 高压火花光源(4) I CP光源28. 矿物中微量Ag、Cu的发射光谱定性分析应采用的光源是( )(1) I CP光源(2) 直流电弧光源(3) 低压交流电弧光源(4) 高压火花光源29. 几种常用光源中，产生自吸现象最小的是( )(1) 交流电弧(2) 等离子体光源(3) 直流电弧(4) 火花光源30. 原子光谱(发射、吸收与荧光)三种分析方法中均很严重的干扰因素是( )(1)谱线干扰(2)背景干扰(3)杂散干扰(4)化学干扰31. 三种原子光谱(发射、吸收与荧光)分析法在应用方面的主要共同点为( )(1)精密度高,检出限低(2)用于测定无机元素(3)线性范围宽(4)多元素同时测定32. 低压交流电弧光源适用发射光谱定量分析的主要原因是( )(1) 激发温度高(2) 蒸发温度高(3) 稳定性好(4) 激发的原子线多33. 在进行发射光谱定性分析时, 要说明有某元素存在, 必须( )(1) 它的所有谱线均要出现,(2) 只要找到2～3条谱线,(3) 只要找到2～3条灵敏线,(4) 只要找到1条灵敏线。
原子发射光谱法原理
原子发射光谱法原理原子发射光谱法是一种常用的分析化学方法，它利用原子在高温条件下激发产生的特征光谱来分析物质的成分。
该方法具有灵敏度高、选择性好、分辨率高等优点，被广泛应用于金属材料、环境监测、生物医学等领域。
本文将介绍原子发射光谱法的基本原理及其应用。
首先，我们来了解一下原子发射光谱法的基本原理。
在原子发射光谱法中，样品首先被加热至高温，使得其中的原子处于激发态。
当原子返回基态时，会释放出特定波长的光子，形成特征光谱。
通过检测和分析这些特征光谱，就可以确定样品中各种元素的含量。
这一过程基于原子的能级结构和光谱学原理，因此能够实现对元素的高灵敏度分析。
原子发射光谱法具有很高的灵敏度，这是因为原子在高温条件下能够被有效激发，产生大量的特征光谱。
同时，该方法还具有很好的选择性，不同元素的特征光谱具有明显的区分度，可以准确地识别不同元素。
此外，原子发射光谱法的分辨率也很高，能够实现对元素含量的精确测定。
在实际应用中，原子发射光谱法被广泛应用于金属材料分析领域。
例如，对于钢铁行业来说，原子发射光谱法可以用于快速准确地检测各种合金中的元素含量，保证产品质量。
此外，该方法还可以应用于环境监测，例如对水质中重金属元素的检测。
在生物医学领域，原子发射光谱法也被用于对生物样品中微量元素的分析，为临床诊断提供支持。
总的来说，原子发射光谱法是一种重要的分析化学方法，具有高灵敏度、良好的选择性和高分辨率等优点。
通过对样品中的原子激发特征光谱的检测和分析，可以实现对元素含量的准确测定。
该方法在金属材料、环境监测、生物医学等领域都有着重要的应用价值，为相关领域的研究和生产提供了有力支持。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解原子发射光谱法的原理及其应用。
原子发射光谱分析法教学课件ppt
02
原子发射光谱分析法实验技术
实验设计
1 2
实验目的与要求
明确实验目的和要求，如元素定量分析和定性 分析。
实验原理
简述原子发射光谱分析法的原理，包括基本概 念、原子能级、跃迁等。
3
实验方案设计
根据实验目的和要求，制定实验方案，包括样 品制备、仪器设备与试剂选择、实验步骤等。
样品制备与测量
样品制备
干扰校正
对谱图中存在的干扰和重叠进行校 正，以提高元素识别的准确性和可 靠性。
结果分析与报告编写
数据统计
对实验数据进行统计、分析和 归纳，得出实验结果和结论。
结果评估
对实验结果进行评估，如准确 性、重复性、灵敏度等，以反 映实验结果的可靠性和有效性
。
报告编写
根据实验数据和分析结果编写 实验报告，包括实验目的、方
控制方法
针对不同的干扰因素，提出相应的控制方法，如光谱干扰校正、基体干扰校正等 。
实验数据的处理与解析
数据处理
介绍实验数据的处理过程，如数据平滑、背景扣 除、谱线识别等。
数据解析
根据实验数据，进行谱线识别和定量分析计算， 得出元素含量结果。
结果表示与评价
介绍实验结果表示方法，如谱线强度与元素含量 的关系、定量分析结果的误差与置信区间等。
定义
原子发射光谱分析法是一种基于原子在高温或放电条件下发 射出的光辐射进行元素分析的方法。
特点
具有分析速度快、准确度高、精密度好、选择性强、适用范 围广等优点。
发展历程
19世纪末和20世纪 初的初步探索阶段
20世纪50年代以后 的仪器和样品制备 技术的不断改进阶 段
20世纪20年代至50 年代的原子发射光 谱分析法的开创和 发展阶段
光谱分析原理
电弧、 电弧、火花
分光元件（棱镜、 分光元件 （ 棱镜 、 光栅） 光栅） 起弧 预燃 熔化 气化 激发 燃弧 辐射
激发： 激发：点燃
25
2、看谱分析五大用途 (1)对金属材料进行分类； (2)对金属冶炼前的炉料分类和成品测定； (3)热处理前对钢号进行核对； (4)机械设备的检修和样机的测绘仿制； (5)化学分析前的预分析。
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（2）分析前的试样处理 A、清除试样表面氧化皮； B、清除试样表面油漆； C、注意试样表面否经过电化学处理。 原则：打磨到试样表面平整且见金属光泽。 固定电极的形状主要有两种：棒状和园盘状。棒状 电极的规格，长约200mm，直径约7～8mm。园盘状 电极的规格，直径约60mm，厚度约2～4mm ，外园径 修磨。 处理试样表面的手段也要注意选择。例如：①分析钢 铁中的Si的时候，不能直接用砂轮机打磨，否则，由 于砂轮中硅粉的污染，易造成误差；②分析有色金属 中的杂质时，采用锉刀清理就不妥。
第一章、光谱分析原理
钟万里
1
一、看谱分析基本概念 看谱分析 分析基本概念
看谱分析是一种原子发射的光谱分析方法，习惯上 将原子发射光谱分析简称为光谱分析。用这种方法可以 确定试样成分中元素的种类及含量。光谱分析通常有如 下过程：在试样电极和辅助电极之间通以电流（直流电 弧，交流电弧，火花等），则在两电极之间的间隙中形 成电弧或火花的等离子体（蒸汽云），此等离子体中的 分子、原子、离子及电子接受了由光源发生器共给的能 量后而被激发发光，成为光源，经过分光后形成光谱。 光谱中有原子、离子产生的线状光谱，也有由分子产生 的带状光谱和灼热电极头产生的连续光谱。经过分光镜 分光而得到的光谱中的谱线是按波长顺序分开排列的。 可以用不同的装置接受或检测光谱。如果采用照相法将 光谱记录在感光板上，则叫摄谱法，这种光谱仪叫摄谱 仪。如果采用光电倍增管接受，将光信号转换电信号， 并予检测，则叫光电直读光谱法，这种光谱仪叫光电直 2 读光谱仪。如果用人的眼睛来观察辨别光谱，则叫看谱
原子发射光谱法讲稿
ICP火焰温度分布
ICP焰明显地分为三个区域：
焰心区呈白色，不透明，是高频电流形成的涡流区，等 离子体主要通过这一区域与高频感应线圈耦合而获得 能量。该区温度高达10000K。
内焰区位于焰心区上方，一般在感应圈以上10-20mm 左右，略带淡蓝色，呈半透明状态。温度约为60008000K，是分析物原子化、激发、电离与辐射的主要 区域。
尾焰区在内焰区上方，无色透明，温度较低，在6000K 以下，只能激发低能级的谱线。
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原子发射光谱概述
发射谱线，应选择合适的激发温度； 基态原子数N0，在一定的条件下，谱线
强度与N0成正比，这是发射光谱法定量 分析的依据。 当火焰中原子浓度过高，可产生严重的 自吸现象，使谱线中心强度降得很低， 对分析结果产生严重的影响。故不用原 子吸收法做常量分析。
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原子发射光谱法包括了三个主要的过程: 由光源提供能量使样品蒸发、形成气态
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ICP形成原理
感应线圈由高频电源耦合供电，产生垂 直于线圈平面的磁场。如果通过高频装 置使氩气电离，则氩离子和电子在电磁 场作用下又会与其它氩原子碰撞产生更 多的离子和电子，形成涡流。强大的电 流产生高温，瞬间使氩气形成温度可达 10000k的等离子焰炬。
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ICP形成原理
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ICP火焰
不同元素的电子结构不同，其原子光谱 也不同，具有明显的特征。
8
原子发射光谱概述
由于待测元素原子的能级结构不同，因 此发射谱线的特征不同，据此可对样品 进行定性分析；
而根据待测元素原子的浓度不同，因此 发射强度不同，可实现元素的定 由外层电子在I,j两能级之间跃迁所产生 的谱线的强度为： Iij=(gi/ g0) Aij hij N0 e-(Ei/kT) 影响谱线强度的因素如下：
《原子发射光谱》课件
样品溶解
样品溶解是原子发射光谱分析 中的重要环节，其目的是将待 测样品中的目标元素充分溶解
在合适的溶剂中。
常用的溶剂有酸、碱、盐等 ，根据待测元素和样品的性
质选择合适的溶剂。
在溶解过程中，需要控制温度 、压力、搅拌速度等条件，以 保证目标元素能够充分溶解在
归一化法
通过比较不同元素谱线强度的比例，消除基体效 应和物理干扰的影响。
Part
06
原子发射光谱的未来发展与挑 战
新技术应用
01
02
03
激光技术
利用激光的高能量和高精 度特性，提高原子发射光 谱的检测灵敏度和分辨率 。
微纳加工技术
将原子发射光谱仪器小型 化、集成化，便于携带和 移动检测。
人工智能技术
利用人工智能算法对原子 发射光谱数据进行处理和 解析，提高分析准确性和 效率。
仪器改进与优化
高性能探测器
研发更灵敏、更快速响应的探测器，提高光谱信号的采集和解析能 力。
高效能光源
优化光源的稳定性和寿命，提高光谱信号的强度和可靠性。
自动化与智能化
实现原子发射光谱仪器的自动化和智能化操作，降低人为误差和操作 复杂度。
高温条件下可实现元素的完全蒸发和激发 ，具有较高的灵敏度和准确度。
需要使用高温电热丝，设备成本较高，且 对某些元素的分析效果不佳。
火花/电弧原子发射光谱法
原理 通过电火花或电弧产生的高温使 待测元素激发为光谱状态，通过 测量光谱线的波长和强度，进行 定性和定量分析。
缺点 分析速度较慢，设备成本较高， 且对某些元素的分析效果不佳。
应用范围
《原子发射光谱》课件
地球化学填图
通过分析不同地区岩石、土壤和水 的元素组成，可以绘制地球化学图， 揭示地球的化学特征和矿产分布规 律。
古气候研究
通过分析古岩石中元素的含量变化， 可以推断古代气候的变化情况，为 地质历史研究提供重要依据。
在环境监测中的应用
大气污染物的测定
原子发射光谱法可以快速测定大气中的多种污染物元素，如铅、 汞、砷等，为环境治理和健康保护提供数据支持。
原子发射光谱法可用于炉渣和烟尘中 多种元素的测定，指导冶炼过程的优 化和环保治理。
合金鉴定
通过分析合金中各元素的特征谱线， 可以确定合金的种类和成分，为材料 研发和生产提供依据。
在地质学中的应用
岩石和矿物分析
原子发射光谱法可以对岩石和矿 物中的多种元素进行定性和定量 分析，有助于地质学研究和矿产
资源勘探。
高激发电位
提高激发电位可以增加原子激发的概率，从而提 高谱线强度。
高工作电流
提高工作电流可以增加原子发射的概率，从而提 高谱线强度。
优化光谱通带
优化光谱通带可以减少背景干扰，提高信噪比， 从而提高分析灵敏度。
提高分析准确度的方法
内标法
内标元素的选择应与待测元素性质相似，其在样品中的浓度应接近待测元素的 浓度。通过比较内标元素与待测元素的谱线强度，可以校正实验条件变化对分 析结果的影响，从而提高分析准确度。
连续光谱
由原子内电子在连续能级 间跃迁产生，覆盖较宽的 波长范围。
原子发射光谱与原子吸收光谱的比较
原子发射光谱
通过激发使原子释放光子，检测光子 波长和强度，用于元素定性定量分析 。
原子吸பைடு நூலகம்光谱
通过特定光源发射特定波长的光，使 原子吸收光子能量跃迁到激发态，再 回到基态时释放出特征光谱，用于元 素定性定量分析。
原子发射光谱分析、特点和应用
式中gi，g0为激发态和基态的统计权重， Aij为i、j两能级间 的跃迁几率， h为普朗克常数， ij为发射谱线的频率， N0 为基态的单位体积内的原子数，Ei为激发电位，k为玻兹曼 常数，T为激发温度。
（二）影响谱线强度的因素 1、谱线的性质
Iijg g0 i Aijh
Ei
ijN0e kT
（1）激发电位 (Ei) 谱线强度与激发电位成负指数关系。在温度一定
弧焰温度：4000-7000K,可使约70多种元素激发； 特点 (1)电极头温度高即蒸发温度高(3800 K ) ，蒸发能力强， 绝对灵敏度高,适合矿物和难挥发物的定性分析；(2)缺 点是放电不稳定，且弧较厚，自吸现象严重，故不适 宜用于高含量定量分析。
（二）.低压交流电弧光源 （三）. 高压火花光源 （四）. 电感耦合等离子体光源 (重点)
（四）. 电感耦合等离子体光源 （ICP） 电感耦合等离子体光源是利用高频电感耦合的方法
产生等离子体放电的一种装置。现在是应用较为广泛的 一种新型激发电源。
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
∆E＝hν ＝h·c / λ 基态元素M
原子发射光谱分析法是根待测物质的气态原子或离子在 受到热或电激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时， 发射出特征光谱，依据特征光谱的波长和强度进行定性、定 量的分析方法。
原子发射光谱法的分析步骤如下：
(1)在激发光源中，将被测物质蒸发、解离、电离、激 发，产生光辐射。
原子发射光谱分析法最新课件
共振线、灵敏线、最后线及分析线：
• 由激发态直接跃迁至基态所辐射的谱线 称为共振线。由较低级的激发态（第一 激发态）直接跃迁至基态的谱线称为第 一共振线，一般也是元素的最灵敏线。 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， 也是最灵敏线。用来测量该元素的谱线 称分析线。
•
5895.93 Å
32S1/2----32P1/2
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• 2．能级图 •把原子中所可能存在的光谱项---能 级及能级跃迁用平面图解的形式表 示出来, 称为能级图。见钠能级图。
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四．谱线的自吸与自蚀
1．自吸
I = I0e-ad
I0为弧焰中心发射的谱线强度，a为吸 收系数，d为弧层厚度。
S）。L≥S，J共有（2S+1）个。若L＜S，J共有 （2L+1）。
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当四个量子数确定之后，原子的运动状态就确定
• 1S0 •
• 1P1 •
• 3D3
L=0， S=0， M=1， J=0 L=1， S=0， M=1， J=1 L=2， S=0， M=3， J=3
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跃迁遵循选择定则：
λ= h c/E2-E1 υ= c /λ σ= 1/λ
• h 为普朗克常数（6.626×10-34 J.s） • c 为光速(2.997925×1010cm/s)
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原子发射光谱分析的优点
(a)多元素同时检测能力 (b)分析速度快． (c)选择性好 (d)检出限低 (e)准确度较高 (f)试样消耗少。 (g)ICP光源校准曲线线性范围 宽
电火花
ICP（Inductively coupled plasma）
原子发射光谱分析演示文稿
激发光源
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分光系统
检测系统
一、激发光源
1、作用：试样的蒸发，解离，原子化，激发，跃迁
如：CaCl2（l)——CaCl2（s）——CaCl2（g）——解 离、原子化——Ca（g）＋Cl（g）——激发——Ca*
电离
Ca＋
2、理想光源的要求：（1）激发能量强；（2）灵敏度
高；（3）稳定性好；（4）结构简单，使用安全，操
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ICP焰炬的形成
硬件构成：三元素 1、高频电磁场 2、工作气体 3、石英炬管
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炬管的构造： 三层同心石英管 外层：通入工作气或冷却气 中层：辅助气 内层：载气，引入样品
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工作原理：
（1）通气Ar（等离子气体） （2）接通高频发生器，产生高频振荡电流，形成交变磁 场，方向在管内为轴向； （3）引燃Ar气（用高频火花－点火），Ar被电离，产生 Ar+及电子； （4）离子在磁场中被加速，从而与中性的Ar碰撞，产生 更多的电离气体——形成等离子体
曼光谱等等。 （2）非光谱分析法：
折射、散射、干涉、衍射、偏振
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第二节 原子发射光谱分析的基本原理
一、原子光谱的产生(formation of atomic emission
spectra)
1.基态： 2.激发态： 3.激发电位： 4.电离：一级电离电位 离子的激发电位 。
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二、分光系统 光栅的分光原理及其光学特性（自学） 三、检测器 1、目视法：可见光，半定量 2、摄谱法：照相法，将色散后的光谱纪录在感光板上。 3、光电法：PMT，CCD，CID，光电二极管阵列等
仪器分析原子发射光谱法
△E = E2-E1 = hυ= hc/λ Na (1s)2 (2s)2 (2p)6 (3s)1, 3p1、3d1、4s1、4p1、4d1、4f1、 ……
每一条发射谱线的波长取决于跃迁前后两个能级（E2， E1）的差。由于各种元素的原子具有不同的核外电子结构， 根据光谱选律，特定元素的原子可产生一系列不同波长的特 征光谱（组）。原子的能级是量子化的，原子光谱是线状光 谱。通过光谱的辨认和谱线强度的测量可进行元素的定性、 定量分析，这就是原子发射光谱法（AES）。
原子光谱是原子外层电子在不同能级间跃迁的结果。在量 子力学中，电子的运动状态可用四个量子数, 即主量子数n、 角量子数l、磁量子数ml和自旋量子数ms来描述。
主量子数n表示核外电子离核的远近，n值越大，电子的能 量越高，电子离核越远。n值取为1，2，3，…任意正整数。
角量子数l 表示电子在空间不同角度出现的几率，即电子云 的形状，也代表电子绕核运动的角动量。 l 取小于n的整数， 0，1，2，…，n-1。相对应的符号是什么？
在n、L、S、J四个量子数中，n、L、S 确定后，原子 的能级也就基本确定了，所以根据n、L、S 三个量子数 就可以得出描述原子能级的光谱项：
n2S+1L
式中2S+1叫做谱项的多重性。在L≥S 时，2S+1就是内 量子数J可取值的数目，也就是同一光谱项中包含的J 值相同、能量相近的能量状态数。习惯上将多重性为1、 2、3的光谱项分别称作单重态、双重态和三重态。把J 值不同的光谱项称为光谱支项。用下式表示：
1、光源 将试样中的元素转变为原子（或离子） 的过程称为原子化。原子化、激发和发射是在 光源中进行的。
原子发射光谱分析使用的仪器设备主要包括 激发光源和光谱仪两个部分。
原子发射光谱教学课件ppt
数据处理
对电信号进行处理和分析，得到原子发射 光谱。
光谱产生
样品原子返回基态时，发出特定波长的光 束。
信号检测
使用检测器将光信号转化为电信号。
光束分束
使用分光器将不同波长的光束分开。
03
原子发射光谱实验技术及应用
实验条件的选择
光源的选择
根据待测元素的不同，选择合适的光源，如火花 放电、电弧放电、电感耦合等。
根据检测需求和光谱仪器 的性能参数选择合适的分 光器。
检测器
检测器的作用
将光信号转化为电信号，以便 于后续的数据处理和分析。
常见检测器
光电倍增管、CCD阵列、CMOS 阵列等。
检测器的选择
根据检测需求和光谱仪器的性能参 数选择合适的检测器。
原子发射光谱仪器的工作流程
样品激发
使用光源将样品中的原子激发到激发态。
02
原子发射光谱仪器的构造及工作原理
光源
01
02
03
光源的作用
提供能量，使原子从基态 跃迁到激发态。
常见光源
电弧灯、火花灯、激光等 。
光源的选择
根据样品性质和检测需求 选择合适的光源。
分光器
分光器的作用
将不同波长的光束分开， 以便于后续的检测和分析 。
常见分光器
棱镜、光栅、滤光片。
分光器的选择
原子发射光谱教学课件ppt
xx年xx月xx日
目录
• 原子发射光谱概述 • 原子发射光谱仪器的构造及工作原理 • 原子发射光谱实验技术及应用 • 原子发射光谱实验数据分析与处理 • 原子发射光谱实验安全及注意事项
01
原子发射光谱概述
原子发射光谱的定义
原子发射光谱是利用原子在热激发或电激发下，从基态跃迁 到激发态，同时发射出光子的现象。
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第一章、原子发射光谱法一、选择题1.闪耀光栅的特点之一是要使入射角α、衍射角β和闪耀角θ之间满足下列条件( )(1) α=β(2) α=θ(3) β=θ(4) α=β=θ2光栅公式[nλ= b(Sinα+ Sinβ)]中的b值与下列哪种因素有关？( )(1) 闪耀角(2) 衍射角(3) 谱级(4) 刻痕数(mm-1)3. 原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的？( )(1) 辐射能使气态原子外层电子激发(2) 辐射能使气态原子内层电子激发(3) 电热能使气态原子内层电子激发(4) 电热能使气态原子外层电子激发4. 摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I——光强, N基——基态原子数,∆S——分析线对黑度差, c——浓度, I——分析线强度, S——黑度)？( )(1) I－N基(2) ∆S－lg c(3) I－lg c(4) S－lg N基5. 下述哪种光谱法是基于发射原理？( )(1) 红外光谱法(2) 荧光光度法(3) 分光光度法(4) 核磁共振波谱法6. 当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是( )(1) K(2) Ca(3) Zn(4) Fe7. 以光栅作单色器的色散元件，若工艺精度好，光栅上单位距离的刻痕线数越多，则( )(1) 光栅色散率变大，分辨率增高(2) 光栅色散率变大，分辨率降低(3) 光栅色散率变小，分辨率降低(4) 光栅色散率变小，分辨率增高8. 发射光谱定量分析选用的“分析线对”应是这样的一对线( )(1) 波长不一定接近，但激发电位要相近(2) 波长要接近，激发电位可以不接近(3) 波长和激发电位都应接近(4) 波长和激发电位都不一定接近9. 以光栅作单色器的色散元件，光栅面上单位距离内的刻痕线越少，则( )(1) 光谱色散率变大，分辨率增高(2) 光谱色散率变大，分辨率降低(3) 光谱色散率变小，分辨率增高(4) 光谱色散率变小，分辨率亦降低10. 在下列激发光源中,何种光源要求试样制成溶液？( )(1)火焰(2)交流电弧(3)激光微探针(4)辉光放电11. 用发射光谱进行定性分析时,作为谱线波长的比较标尺的元素是( )(1)钠(2)碳(3)铁(4)硅12. 基于发射原理的分析方法是( )(1) 光电比色法(2) 荧光光度法(3) 紫外及可见分光光度法(4) 红外光谱法13. 发射光谱法用的摄谱仪与原子荧光分光光度计相同的部件是( )(1)光源(2)原子化器(3)单色器(4)检测器14. 下面哪些光源要求试样为溶液, 并经喷雾成气溶胶后引入光源激发？( )(1) 火焰(2) 辉光放电(3) 激光微探针(4) 交流电弧15. 发射光谱分析中, 具有低干扰、高精度、高灵敏度和宽线性范围的激发光源是( )(1) 直流电弧(2) 低压交流电弧(3) 电火花(4) 高频电感耦合等离子体16. 电子能级差愈小, 跃迁时发射光子的( )(1) 能量越大(2) 波长越长(3) 波数越大(4) 频率越高17. 光量子的能量正比于辐射的( )(1)频率(2)波长(3)传播速度(4)周期18. 下面哪种光源, 不但能激发产生原子光谱和离子光谱, 而且许多元素的离子线强度大于原子线强度？( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体19. 下面几种常用激发光源中, 分析灵敏度最高的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体20. 下面几种常用的激发光源中, 最稳定的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体21. 连续光谱是由下列哪种情况产生的？( )(1)炽热固体(2)受激分子(3)受激离子(4)受激原子22. 下面几种常用的激发光源中, 分析的线性范围最大的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体23. 下面几种常用的激发光源中, 背景最小的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体24.下面几种常用的激发光源中, 激发温度最高的是( )(1)直流电弧(2)交流电弧(3)电火花(4)高频电感耦合等离子体25. 仪器分析实验采用标准加入法进行定量分析, 它比较适合于( )(1) 大批量试样的测定(2) 多离子组分的同时测定(3) 简单组分单一离子的测定(4) 组成较复杂的少量试样的测定26. 原子发射光谱仪中光源的作用是( )(1) 提供足够能量使试样蒸发、原子化/离子化、激发(2) 提供足够能量使试样灰化(3) 将试样中的杂质除去,消除干扰(4) 得到特定波长和强度的锐线光谱27. 用原子发射光谱法直接分析海水中重金属元素时, 应采用的光源是( )(1) 低压交流电弧光源(2) 直流电弧光源(3) 高压火花光源(4) I CP光源28. 矿物中微量Ag、Cu的发射光谱定性分析应采用的光源是( )(1) I CP光源(2) 直流电弧光源(3) 低压交流电弧光源(4) 高压火花光源29. 几种常用光源中，产生自吸现象最小的是( )(1) 交流电弧(2) 等离子体光源(3) 直流电弧(4) 火花光源30. 原子光谱(发射、吸收与荧光)三种分析方法中均很严重的干扰因素是( )(1)谱线干扰(2)背景干扰(3)杂散干扰(4)化学干扰31. 三种原子光谱(发射、吸收与荧光)分析法在应用方面的主要共同点为( )(1)精密度高,检出限低(2)用于测定无机元素(3)线性范围宽(4)多元素同时测定32. 低压交流电弧光源适用发射光谱定量分析的主要原因是( )(1) 激发温度高(2) 蒸发温度高(3) 稳定性好(4) 激发的原子线多33. 在进行发射光谱定性分析时, 要说明有某元素存在, 必须( )(1) 它的所有谱线均要出现,(2) 只要找到2～3条谱线,(3) 只要找到2～3条灵敏线,(4) 只要找到1条灵敏线。
二、填空题1. 影响谱线半宽度的诸因素中，对于温度在1000～3000K, 外界气体压力约为101325Pa 时，吸收线轮廓主要受____ 和____ 变宽的影响。
其变宽的数量级为___ 。
2. 在进行光谱定性全分析时，狭缝宽度宜_____,目的是保证有一定的______，而进行定量分析时，狭缝宽度宜_____ ，目的是保证有一定的_______ 。
3. 原子发射光谱激发源的作用是提供足够的能量使试样_______ 和_____4. 光谱分析中有自吸现象的谱线,在试样中元素的含量增多时,自吸程度将_____.5. 原子在高温下被激发而发射某一波长的辐射, 但周围温度较低的同种原子(包括低能级原子或基态原子)会吸收这一波长的辐射, 这种现象称为_________。
6. 对下列试样进行发射光谱分析, 应选何种光源较适宜？(1)海水中的重金属元素定量分析___(2)矿物中微量Ag、Cu的直接定性分析___(3)金属锑中Sn、Bi的直接定性分析____7. 发射光谱中,背景的来源有______、_______、______及光谱仪产生的______。
8. 光学分析法是建立在基础上的一类分析方法.9. 元素光谱图中铁谱线的作用是。
10. __________和__________辐射可使原子外层电子发生跃迁11. 第一共振线是发射光谱的最灵敏线, 它是由____跃迁至_____时产生的辐射.三、问答题1. 简要总结发射光谱法和原子吸收光谱法的异同点及各自的特点。
2. 光谱定量分析时为何要采用内标法？具有哪些条件的谱线对可作内标法的分析线对？3. 在发射光谱分析法中选择内标元素和内标线时应遵循哪些基本原则？4.发射光谱分析中常用的光源有哪几种？各种光源的特性及应用范围是什么？5. 发射光谱定量分析内标法的基本公式是什么？并说明式中各项的含义。
怎样选择内标元素与内标线。
6. 发射光谱分析常用(1) 直流电弧，(2) 低压交流电弧，(3) 高压火花作激发光源；这三种光源的激发能力顺序应该怎样? 并简要说明理由。
7. 发射光谱分析常用(1) 直流电弧，(2) 低压交流电弧，(3) 高压火花作激发光源,这三种光源对试样的蒸发能力哪一个最大？为什么？8. 试解释下列名词: (1) 谱线半宽度(2) 记忆效应(3) 光谱通带(4) 基体效应9. 当采用直流电弧为发射光谱激发光源时, 谱线较清晰, 背景小, 而用电火花光源时, 背景大, 为什么?10. 分析下列试样, 应选什么光源最好?(1)矿石的定性及半定量(2)合金中的Cu(~x％) (3)钢中的Mn(0.0x％~0.x％)(4)污水中的Cr，Mn，Cu，Fe、Cd，Pb (10-4~0.x％)分析下列试样, 应选何种类型的光谱仪?(1)矿石的定性及半定量(2)高纯Y2O3中的稀土杂质(3)海水中的微量铷和铯第一章、原子发射光谱法答案一、选择题1. (4) 2. (4) 3. (4) 4. (2) 5. (2) 6. (4) 7. (1) 8. (3) 9. (4) 10. (1) 11. (3) 12.(2) 13. (3) 14. (1) 15. (4) 16. (2) 17. (1) 18 (4) 19. (4) 20. (4) 21. (1) 22. (4) 23. (1) 24. (3)25. (4) 26. (1) 27. (4) 28. (2) 29. (3) 30. (2) 31. (2) 32. (3) 33. (3)二、填空题1. 多普勒（热变宽）；劳伦茨（压力或碰撞）；0.00x nm。
2. 窄,分辨率,宽，照度。
3. 蒸发、激发。
4. 不会改善5. 自吸6. (1)高频电感耦合等离子体(2)直流电弧(3)电火花7. 分子激发产生的带光谱炽热固体及离子电子复合时产生的连续光谱其它元素的原子或离子光谱对分析线的覆盖杂散光8. 物质与电磁辐射互相作用9. 元素光谱图中的铁光谱线为波长标尺，可为查找谱线时作对照用。
10. 紫外、可见11. 第一激发态, 基态.三、问答题1. [答]相同点：都是原子光谱，涉及到价电子跃迁过程。
不同点∶1 能量传递的方式不同。
2 发射光谱法是通过测试元素发射的特征谱线及谱线强度来定性定量的，而原子吸收光谱法是通过测试元素对特征单色辐射的吸收值来定量的。
特点：发射光谱法可进行定性和定量分析及多元素同时分析；原子吸收法只可进行定量分析，但准确度更高。
2. [答]因为谱线强度I不仅与元素的浓度有关，还受到许多因素的影响，采用内标法可消除操作条件变动等大部分因素带来的影响，提高准确度。
可作内标法分析线对的要求是：(1) 两谱线的激发电位相同或接近。
(2) 波长尽可能接近，无自吸。
(2) 两谱线的强度不应相差太大。