原子吸收光谱法和原子荧光光谱法介绍及应用
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原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
➢积分吸收
➢ f-----振子强度, N----单位体积内的原子数, ➢ e----为电子电荷, m--- -个电子的质量.
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
➢积分吸收的限制 ➢要对半宽度(∆v)约为10-3 nm的吸收谱线进 行积分，需要极高分辨率的光学系统和极高 灵敏度的检测器，目前还难以做到。 ➢这就是早在19世纪初就发现了原子吸收的 现象，却难以用于分析化学的原因。
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
➢锐线光源：所发射谱线与 原子化器中待测元素所吸 收谱线中心频率(v0)一致， 而发射谱线半宽度(∆vE) 远小于吸收谱线的半宽度 (∆vA)。
➢此时，吸收就是在K0(v0) 附近，即相当于峰值吸收。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.4 原子吸收光谱法的特点
M的原子量， T 绝对温度，υ0谱线中频率 一般情况原:子吸Δ收υD光谱=法1与0原-2子Å荧光光谱法
介绍和应用
4.1.2 原子吸收谱线的轮廓
➢ 碰撞变宽：原子核蒸气压力愈大，谱线愈宽。 ➢ 同种粒子碰撞——赫尔兹马克(Holtzmank)变宽, 异 种粒子碰撞——称罗论兹（Lorentz）变宽。10-2 Å ➢ 场致变宽：在外界电场或磁场的作用下，引起原子 核外层电子能级分裂而使谱线变宽现象称为场致变宽。 由于磁场作用引起谱线变宽，称为Zeeman (塞曼)变宽。 ➢ 自吸变宽：光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同 种基态原子所吸收产生自吸现象。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.2 原子吸收谱线的轮廓
➢ 原子吸收和发射谱线并非是严格
的几何线，其谱线强度随频率(v)
分布急剧变化，通常以吸收系数
(Kv)为纵坐标和频率(v)为横坐标 的Kv~v曲线描述。
➢ Kv~v曲线图中Kv的极大值处称为 峰值吸收系数(K0)，与其相对应 的v称为中心频率(v0)，吸收谱线 轮廓的宽度以半宽度(Δv)表示。
➢ Kv~v曲线反映出原子核外层电子
对不同频率的光辐射具有选择性
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法
吸收特性。
介绍和应用
4.1.2 原子吸收谱线的轮廓 ①. 自然宽度ΔυN
它与原子发生能级间路迂时激发态原子的有限寿命有关。 一般情况下约相当于10-4 Å
②. 多普勤（Doppler）宽度ΔυD
这是由原子在空间作无规热运动所引致的。故又称热 变宽。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2 原子吸收分光光度计
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1 仪器结构与工作原理
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1.1 空心阴极灯
➢ 空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp，HCL) ➢ 由待测元素的金属或合金制成空心阴极圈和钨或其
原子吸收光谱法与 原子荧光光谱法介绍和应用
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
百度文库lan Walsh
(1916-1998) 和他的原子吸 收光谱仪在一 起
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1 原子吸收光谱法
➢原子吸收光谱法（AAS）是基于气态的基态原 子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应 原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素 含量为基础的分析方法。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1.1 空心阴极灯
➢ HCL电源调制
➢ 为了提高HCL发射谱线强 度、减少谱线半宽度和自 吸现象，HCL普遍采用矩 形窄脉冲调制电源供电。
➢ 一般采用200 Hz的调制 电源，占空比为1:3，矩 形窄脉冲电流为10~20 mA，平均电流为2~5 mA。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1.2 光学系统
➢ 单光束光学系统
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
各个量子化能级上的分布遵循Boltzmann分布 定律：
Ni
gi
ΔEi
e kT
N0 g0
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.1 原子吸收光谱的产生
➢处于基态原子核外层电子，如果外界所提供 特定能量(E)的光辐射恰好等于核外层电子基 态与某一激发态(i)之间的能量差(ΔEi)时，核 外层电子将吸收特征能量的光辐射由基态跃 迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。
他高熔点金属制成；阳极由金属钨或金属钛制成。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1.1 空心阴极灯
➢ 在高压电场下, 阴极向正极高速飞溅放电, 与 载气原子碰撞, 使之电离放出二次电子, 而使 场内正离子和电子增加以维持电流。 载气离 子在电场中大大加速, 获得足够的能量, 轰击 阴极表面时, 可将被测元素原子从晶格中轰击 出来, 即谓溅射, 溅射出的原子大量聚集在空 心阴极内, 与其它粒子碰撞而被激发, 发射出 相应元素的特征谱线-----共振谱线。
➢它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、 轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各 个领域有广泛的应用。
➢近年来，由于对AAS的创新研究，有了突破
性进展。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.1 原子吸收光谱的产生
➢ Boltzmann分布定律： ➢在温度较高等离子体火焰中，核外层电子在
➢ 选择性好：谱线比原子发射少，谱线重叠概率小 。 ➢ 灵敏度高：适用于微量和痕量的金属与类金属元素
定量分析。 ➢ 精密度(RSD%)高：一般都能控制在5%左右。 ➢ 操作方便和快速： 无需显色反应。 ➢ 应用范围广。 ➢ 局限性：不适用于多元素混合物的定性分析；对于
高熔点、形成氧化物、形成复合物或形成碳化物后 难以原子化元素的分析灵敏度低。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
➢ 峰值吸收 1955年Walsh 提出，在温度不太高的稳定
火焰条件下，峰值吸收系数与火焰中被测元 素的原子浓度也正比。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
➢积分吸收
➢ f-----振子强度, N----单位体积内的原子数, ➢ e----为电子电荷, m--- -个电子的质量.
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
➢积分吸收的限制 ➢要对半宽度(∆v)约为10-3 nm的吸收谱线进 行积分，需要极高分辨率的光学系统和极高 灵敏度的检测器，目前还难以做到。 ➢这就是早在19世纪初就发现了原子吸收的 现象，却难以用于分析化学的原因。
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
➢锐线光源：所发射谱线与 原子化器中待测元素所吸 收谱线中心频率(v0)一致， 而发射谱线半宽度(∆vE) 远小于吸收谱线的半宽度 (∆vA)。
➢此时，吸收就是在K0(v0) 附近，即相当于峰值吸收。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.4 原子吸收光谱法的特点
M的原子量， T 绝对温度，υ0谱线中频率 一般情况原:子吸Δ收υD光谱=法1与0原-2子Å荧光光谱法
介绍和应用
4.1.2 原子吸收谱线的轮廓
➢ 碰撞变宽：原子核蒸气压力愈大，谱线愈宽。 ➢ 同种粒子碰撞——赫尔兹马克(Holtzmank)变宽, 异 种粒子碰撞——称罗论兹（Lorentz）变宽。10-2 Å ➢ 场致变宽：在外界电场或磁场的作用下，引起原子 核外层电子能级分裂而使谱线变宽现象称为场致变宽。 由于磁场作用引起谱线变宽，称为Zeeman (塞曼)变宽。 ➢ 自吸变宽：光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同 种基态原子所吸收产生自吸现象。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.2 原子吸收谱线的轮廓
➢ 原子吸收和发射谱线并非是严格
的几何线，其谱线强度随频率(v)
分布急剧变化，通常以吸收系数
(Kv)为纵坐标和频率(v)为横坐标 的Kv~v曲线描述。
➢ Kv~v曲线图中Kv的极大值处称为 峰值吸收系数(K0)，与其相对应 的v称为中心频率(v0)，吸收谱线 轮廓的宽度以半宽度(Δv)表示。
➢ Kv~v曲线反映出原子核外层电子
对不同频率的光辐射具有选择性
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法
吸收特性。
介绍和应用
4.1.2 原子吸收谱线的轮廓 ①. 自然宽度ΔυN
它与原子发生能级间路迂时激发态原子的有限寿命有关。 一般情况下约相当于10-4 Å
②. 多普勤（Doppler）宽度ΔυD
这是由原子在空间作无规热运动所引致的。故又称热 变宽。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2 原子吸收分光光度计
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1 仪器结构与工作原理
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1.1 空心阴极灯
➢ 空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp，HCL) ➢ 由待测元素的金属或合金制成空心阴极圈和钨或其
原子吸收光谱法与 原子荧光光谱法介绍和应用
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
百度文库lan Walsh
(1916-1998) 和他的原子吸 收光谱仪在一 起
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1 原子吸收光谱法
➢原子吸收光谱法（AAS）是基于气态的基态原 子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应 原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素 含量为基础的分析方法。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1.1 空心阴极灯
➢ HCL电源调制
➢ 为了提高HCL发射谱线强 度、减少谱线半宽度和自 吸现象，HCL普遍采用矩 形窄脉冲调制电源供电。
➢ 一般采用200 Hz的调制 电源，占空比为1:3，矩 形窄脉冲电流为10~20 mA，平均电流为2~5 mA。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1.2 光学系统
➢ 单光束光学系统
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
各个量子化能级上的分布遵循Boltzmann分布 定律：
Ni
gi
ΔEi
e kT
N0 g0
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.1 原子吸收光谱的产生
➢处于基态原子核外层电子，如果外界所提供 特定能量(E)的光辐射恰好等于核外层电子基 态与某一激发态(i)之间的能量差(ΔEi)时，核 外层电子将吸收特征能量的光辐射由基态跃 迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。
他高熔点金属制成；阳极由金属钨或金属钛制成。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1.1 空心阴极灯
➢ 在高压电场下, 阴极向正极高速飞溅放电, 与 载气原子碰撞, 使之电离放出二次电子, 而使 场内正离子和电子增加以维持电流。 载气离 子在电场中大大加速, 获得足够的能量, 轰击 阴极表面时, 可将被测元素原子从晶格中轰击 出来, 即谓溅射, 溅射出的原子大量聚集在空 心阴极内, 与其它粒子碰撞而被激发, 发射出 相应元素的特征谱线-----共振谱线。
➢它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、 轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各 个领域有广泛的应用。
➢近年来，由于对AAS的创新研究，有了突破
性进展。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.1 原子吸收光谱的产生
➢ Boltzmann分布定律： ➢在温度较高等离子体火焰中，核外层电子在
➢ 选择性好：谱线比原子发射少，谱线重叠概率小 。 ➢ 灵敏度高：适用于微量和痕量的金属与类金属元素
定量分析。 ➢ 精密度(RSD%)高：一般都能控制在5%左右。 ➢ 操作方便和快速： 无需显色反应。 ➢ 应用范围广。 ➢ 局限性：不适用于多元素混合物的定性分析；对于
高熔点、形成氧化物、形成复合物或形成碳化物后 难以原子化元素的分析灵敏度低。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
➢ 峰值吸收 1955年Walsh 提出，在温度不太高的稳定
火焰条件下，峰值吸收系数与火焰中被测元 素的原子浓度也正比。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.3 积分吸收与峰值吸收
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用