原子吸收光谱法的基本原理
原子吸收光谱法原理
原子吸收光谱法原理
原子吸收光谱法是一种常用的分析技术，用于确定物质中的元素含量。
该方法基于原子在特定波长的光照射下发生能级跃迁的现象，利用元素特征波长的吸收峰的强度来测量样品中元素的浓度。
以下是原子吸收光谱法的原理。
1. 原子的能级结构：原子由电子围绕着原子核的轨道运动组成。
电子在这些轨道上具有不同的能量，称为电子能级。
当原子受到外部的能量激发时，电子会从低能级跳跃到高能级，形成激发态。
2. 能级跃迁：原子的电子在吸收能量后，会跃迁到高能级。
当电子从高能级返回到低能级时，必须释放出能量。
这个能量的差别可以以光子形式释放出来，其波长与能级差相关。
3. 吸收光谱：在原子吸收光谱实验中，使用的是特定波长的光源，通常为中性或离子化的金属蒸汽灯。
这些光源会发出特定波长的光，射入样品中。
4. 样品吸收：样品中的元素原子会吸收与其能级差相匹配的波长的光。
当光通过样品时，部分光会被吸收，其吸收强度与元素的浓度成比例。
5. 检测：通过测量样品吸收光的强度，可以确定元素的浓度。
一般使用光电器件来测量吸收光的强度。
可以采用单光束或双光束系统进行测量。
6. 标准曲线：为了确定未知样品中元素的浓度，常常使用标准曲线进行定量分析。
通过测量一系列已知浓度的标准溶液的吸收峰强度，可以绘制出吸收峰强度与浓度之间的关系曲线。
利用这个曲线，可以根据样品的吸光度值来确定其浓度。
总之，原子吸收光谱法利用原子能级跃迁的现象，通过测量样品对特定波长光的吸收来测量元素的浓度。
该技术广泛应用于元素分析和环境监测等领域。
原子吸收光谱,红外光谱之间异同点
原子吸收光谱和红外光谱是化学分析领域中常见的分析方法，它们在原子和分子结构的解析和鉴定中具有重要作用。
虽然二者都是用于分析样品成分和结构的光谱技术，但它们在原理和应用上有着明显的异同点。
一、原子吸收光谱1.原子吸收光谱的基本原理原子吸收光谱是利用原子对特定波长的光进行吸收而产生的，通过分析光的衰减程度来测定样品中不同元素的含量。
当原子吸收特定波长的光后，电子从基态跃迁至激发态，从而产生吸收峰。
这一原理被广泛应用于分析金属元素和其他原子的定量测定。
2.原子吸收光谱与光谱仪的关系原子吸收光谱仪是用于测定原子吸收光谱的分析仪器，它包括光源、样品室、光路等部分。
通过光源发出特定波长的光线，样品中的原子吸收部分光线，剩余的光线经光路到达检测器，从而实现对样品中不同元素含量的测定。
3.原子吸收光谱的应用原子吸收光谱在环境监测、食品安全和医药等领域都有着广泛的应用。
利用原子吸收光谱可以对水体中的重金属离子进行快速测定，保障水质安全；在医药领域，原子吸收光谱可以用于药品成分的分析和检测。
二、红外光谱1.红外光谱的基本原理红外光谱是利用物质吸收、透射和反射红外光的特性来分析物质结构的一种技术。
物质中的分子在吸收红外光后会发生振动和转动，产生特征的红外光谱图谱。
通过分析这些谱图可以确定物质的结构和成分。
2.红外光谱仪的组成及原理红外光谱仪包括光源、样品室、光路和检测器等组成部分。
当红外光穿过样品时，被吸收的波长和强度会发生改变，检测器可以通过测量这些改变来分析样品的成分和结构。
3.红外光谱的应用红外光谱在化学、材料和生物领域都有着广泛的应用。
红外光谱可以用于药品成分的鉴定和质量控制；在材料领域，红外光谱可以帮助分析材料的组成和结构。
对比原子吸收光谱和红外光谱，可以发现它们在分析原子和分子结构上有着明显的异同点。
原子吸收光谱主要用于分析元素的含量和测定，对于金属元素和其他原子有着较广泛的应用；而红外光谱主要用于分析化合物的结构和成分，可以辅助分析有机化合物和聚合物的结构。
原子吸收光谱法的基本原理
第一节 基本原理
∫K d = e2N0ƒ/mc
2，峰值吸收
第一节 基本原理
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在一般原子吸收测量条件下，原子吸收轮廓取决于 Doppler （热变宽）宽度，通过运算可得峰值吸收系数： K0 = 2/△D(ln2/)1/2 e2N0ƒ/mc 可以看出，峰值吸收系数与原子浓度成正比，只要能测出K0 就可得出N0。 3，锐线光源 锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，如空心阴极灯。在使用锐线光源时，光源发射线半宽度很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数
Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT) Ni与N0 分别为激发态与基态的原子数； gi / g0为激发态与基态的统计权重，它表示能级的简并度；T为热力学温度； k为Boltzman常数； Ei为激发能。 从上式可知，温度越高， Ni / N0值越大，即激发态原子数随温度升高而增加，而且按指数关系变化；在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线波长越长，Ni /N0值越大。尽管如此变化，但是在原子吸收光谱中，原子化温度一般小于3000K，大多数元素的最强共振线都低于 600 nm， Ni / N0值绝大部分在10-3以下，激发态和基态原
第一节 基本原理
第一节 基本原理
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第一节 基本原理
由图可知，在频率 0处透过光强度最小，即吸收最大。若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。原子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长）和半宽度 表征。中心频率由原子能级决定。半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离。 谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类是由原子性质所决定的，例如，自然宽度；另一类是外界影响所引起的，例如，热变宽、碰撞变宽等。 1，自然宽度
原子吸收光谱法(AAS)
局限性：测不同的元素需不同的元 素灯，不能同时测多元素，难熔元 素、非金属元素测定困难。
原子吸收光谱法基本原理
1.原子的能级与跃迁
基态第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。 产生共振吸收线（简称共振线） 吸收光谱 激发态基态,发射出一定频率的辐射。 产生共振吸收线（也简称共振线） 发射光谱
原子吸收光谱法基本原理
A kc
原子吸收分光度计
原子吸收分光度计
原子吸收分光度计
光源
原子化器
单色器
检测系统
思考：光学系统（单色器）为什么在原子化器和检 测系统之间？
光 源
提供待测元素的特征光谱。获得较高的 灵敏度和准确度。 光源应满足如下要求； （1）能发射待测元素的共振线； （2）能发射锐线； （3）辐射光强度大，稳定性好。
2.元素的特征谱线
（1）各种元素的原子结构和外层电子排布不同 基态第一激发态:
跃迁吸收能量不同——具有特征性。
（2）各种元素的基态第一激发态
最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。
（3）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析
原子吸收光谱法基本原理
从光源发射出具有待测元素特征 谱线的光，通过试样蒸气时，被蒸气 中待测元素的基态原子所吸收，吸收 的程度与被测元素的含量成正比。故 可根据测得的吸光度，求得试样中被 测元素的含量。
将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢
化物，送入原子化器中检测。
单色器
•作用：将待测元素的吸收线与邻近线分开
•组件：色散元件 ( 棱镜、光栅 ) ，凹凸镜、 狭缝等
检测系统
•作用: 将待测元素光信号转换为电信号， 经放大数据处理显示结果。 •组件: 检测器、放大器、对数变换器、显 示记录装置。
原子吸收光谱仪的原理、构成、操作及应用领域详解
原子吸收光谱仪的原理、构成、操作及应用领域详解一、原子吸收光谱仪原理原子吸收光谱仪的原理是根据物质基态原子蒸汽对特征辐射吸收的作用来进行金属元素分析。
1、原子吸收光谱的产生任何元素的原子都是由原子核和核外电子组成。
原子核是原子的中心体，核正电，电子荷负电，总的负电荷与原子核的正电荷数相等。
电子沿核外的圆形或椭圆形轨道围绕着原子核运动，同时又有自旋运动。
电子的运动状态由波函数0描述。
求解描述电子运动状态的薛定愕方程，可以得到表征原子内电子运动状态的量子数n、L、m，分别称为主量子数、角量子数和磁量子数。
原子核外的电子按其能量的高低分层分布而形成不同的能级，因此一个原子核可以具有多种能级状态。
能量最低的能级状态称为基态能级(Eo)，其余能级称为激发态能级，而能量最低的激发态则称为第一激发态。
一般情况下，原子处于基态，核外电子在各自能量最低的轨道上运动。
如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子，当外界光能量恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差△E时，该原子将吸收这一特征波长的光，外层电子由基态跃迁到相应的激发态而产生原子吸收光谱。
2、原子吸收光谱仪基本原理仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。
3、原子吸收光谱仪方法原理原子吸收是指呈气态的原子对由同类原子辐射出的特征谱线所具有的吸收现象。
当辐射投射到原子蒸气上时，如果辐射波长相应的能量等于原原子吸收光谱仪子由基态跃迁到激发态所需要的能量时，则会引起原子对辐射的吸收，产生吸收光谱。
基态原子吸收了能量，最外层的电子产生跃迁，从低能态跃迁到激发态。
原子吸收光谱根据郎伯-比尔定律来确定样品中化合物的含量。
已知所需样品元素的吸收光谱和摩尔吸光度，以及每种元素都将优先吸收特定波长的光，因为每种元素需要消耗一定的能量使其从基态变成激发态。
检测过程中，基态原子吸收特征辐射，通过测定基态原子对特征辐射的吸收程度，从而测量待测元素含量。
原子吸收光谱法原理简述
原子吸收光谱法原理简述
原子吸收光谱法是一种用于分析物质中金属元素含量的方法。
它的原理简述如下：
当金属原子处于基态时，它们会吸收特定波长的光。
原子吸收光谱法利用这一特性来测量样品中金属元素的含量。
首先，样品被转化成气态原子或原子的气态化合物，然后通过光源发出的特定波长的光照射样品。
如果样品中含有被检测的金属元素，这些原子会吸收光，使得光源透过样品时的光强度减弱。
测量光源透过样品前后的光强度差异，就可以确定金属元素的含量。
原子吸收光谱法的原理基于不同金属元素吸收光的特性。
每种金属元素都有特定的吸收光谱线，这些谱线对应着特定波长的光。
因此，通过测量样品对不同波长光的吸收情况，可以确定样品中不同金属元素的含量。
此外，原子吸收光谱法还遵循比尔-朗伯定律，即吸收光强度与浓度成正比。
因此，可以通过测量吸收光强度的变化来确定金属元素的浓度。
总的来说，原子吸收光谱法利用金属原子对特定波长光的吸收特性，通过测量样品对光的吸收来确定其中金属元素的含量。
这一方法在分析化学和环境监测等领域有着广泛的应用。
原子吸收光谱工作原理
原子吸收光谱工作原理原子吸收光谱法的原理：蒸汽中待测元素的气态基态原子会吸收从光源发出的被测元素的特征辐射线，具有一定选择性，由辐射减弱的程度求得样品中被测元素的含量。
当辐射通过原子蒸汽，且辐射频率等于原子中电子由基态跃迁到较高能态所需要的能量的频率时，原子从入射辐射中吸收能量，产生共振吸收。
原子吸收光谱是由于电子在原子基态和第一激发态之间跃迁产生的。
每一种原子的能级结构均是独特的，故原子有选择性的吸收辐射频率。
因此，在所有情况下，均可产生反映该种原子结构特征的原子吸收光谱。
原子吸收光谱检测方法：1、氢化物发生法氢化物发生法适用于容易产生阴离子的元素，如Se、Sn、Sb、As、Pb、Hg、Ge、Bi等。
这些元素一般不采取火焰原子化法检测，而是用硼氢化钠处理，因为硼氢化钠具有还原性，可以将这些元素还原成为阴离子，与硼氢化钠中电离产生的氢离子结合成气态氢化物。
如土壤监测中运用流动注射氢化物原子吸收检测河流中所含的沉积物汞和砷，经过试验后，检出砷限为2ng/L，精密度为1.35%至5.07%，准确度在93.5%至106.0%;检出汞限为2ng/L，精密度为0.96%至5.52%，精准度在93.1%至109.5%。
这种方法不仅快速、简便，且准确度和精密度非常高，能更好的测试和分析环境样品。
2、石墨炉原子吸收光谱法石墨炉原子吸收光谱法是一种用电流加热原子化的分析方法。
横向加热石墨炉解决了温度分布不均匀的问题。
石墨炉原子化的出现非常之重要，对于火焰原子化有着较为明显的优越性，与火焰原子化技术对比，灵敏度提高到3到4个数量线，达到了10-12至10-14g的灵敏度，但是石墨炉原子吸收光谱法还是存在一定的局限性:重现性还没有火焰法高，当待测样品比较复杂时，产生的结果会有很大的误差。
3、火焰原子吸收光谱法目前，火焰原子吸收光谱法还是应用最为广泛的方法。
因为其对大多数的元素都适用，而且具有速度快，成本低，操作简单，结果误差不大的优势。
原子吸收光谱法基本原理
原子吸收光谱法模块1 原子吸收光谱法基本原理仪器结构：光源；检测系统；分光系统；原子化系统一、 原子吸收法定义原子吸收法是一种利用元素的基态原子对特征辐射线的吸收程度进行定量的分析方法。
测定对象：金属元素及少数非金属元素。
二、原子吸收光谱的产生当有光辐射通过自由原子蒸气，且入射光辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。
原子吸收光谱是原子由基态向激发态跃迁产生的原子线状光谱。
分光法：分子或离子的吸收为带状吸收。
原子法：基态原子为线状吸收。
三、原子吸收光谱几个重要概念共振吸收线:当电子吸收一定能量从基态跃迁到第一激发态时所产生的吸收谱线，称为共振吸收线，简称共振线。
共振发射线：当电子从第一激发态跃回基态时，则发射出同样频率的光辐射，其对应的谱线称为共振发射线，也简称共振线。
分析线：用于原子吸收分析的特征波长的辐射称为分析线，由于共振线的分析灵敏度高，光强大常作分析线使用。
（亦称为特征谱线）四、原子吸收线的形状（光谱的轮廊 ）原子对光的吸收是一系列不连续的线，即原子吸收光谱。
原子吸收光谱线并不是严格几何意义上的线，而是具有一定的宽度。
νI ν0I 频率为ν0的入射光和透过光的强度νK 原子蒸气对频率ν0的入射光的吸收系数 L 原子蒸气的宽度吸收线轮廓——描绘吸收率随频率或波长变化的曲线。
发射线轮廓——描绘发射辐射强度随频率或波长变化的曲线。
原子吸收光谱的轮廓以原子吸收谱线的中心频率和半宽度来表征。
中心频率：曲线极大值对应的频率υ0 峰值吸收系数:中心频率所对应的吸收系数吸收线的半宽度：指在中心频率处，最大吸收系数一半处，吸收光谱线轮廓上A 、B 两点之间的频率差。
吸收曲线的半宽度△υ的数量级约为0.001~0.01nm五、影响原子吸收谱线变宽的原因（1）自然变宽ΔνN不同谱线有不同的自然宽度,在多数情况下,自然宽度约相当于10-5nm 数量级。
原子吸收光谱的基本原理
原子吸收光谱的基本原理
原子吸收光谱是由单个原子吸收紫外光进行谱线分析计量测定所采用的一种光谱技术。
它的基本原理是原子吸收既定量的紫外光，在激发几何条件下，利用光谱仪测量紫外光，可判断物质中元素的含量。
吸收光谱分析定量的原理是物质会吸收一定波长的外界光，吸收程度与物质中原子含量成比例，将原子含量与原子峰位置或峰高度联系起来，从而实现定量分析。
原子的激发原理是基于电子前进理论的结果。
电子前进理论认为，电磁波通过空气或其它物质时，在特定波长处会激发原子的电子，使其从低能级的原子态升至高能级的离子态，且所用的电磁波的波长和原子每次跃迁所需的能量相一致，于是就出现了原子吸收谱线，即原子吸收光谱。
由原子激发衍生出来的原子吸收光谱可以用来定量和定性分析.在样品中，原子被激发为高能状态，之后电子崩溃跃迁以较低的能级，而这些外部紫外光可在具体波长处激发这些原子，当激发发生时，原子将失去其能级并吸收一定的能量。
因此，根据激发进步理论和原子结构理论，原子将排列一系列的激发电子态，每一级的激发态和原子中的电子能级有关，只有特定的电磁波可以激发电子，消耗的能量作为原子的半宽或原子的谱线能量。
原子吸收光谱分析也受到单色外界激发而引发的同源谱线干扰的影响。
在实际应用中，应尽量减少激发强度，提高谱线能量信号和测定精度，从而避免此类可能的干扰现象。
总之，原子吸收光谱是一种基于电子前进理论的光谱技术，可以通过原子吸收的紫外光进行谱线的分析计量测定，从而实现物质中元素定量的测定。
原子吸收光谱法的基本原理
原子吸收光谱法的基本原理
原子吸收光谱法是一种常用的分析技术，其基本原理是利用原子或分子在特定能级间的电子跃迁现象来进行分析。
该法通过测量样品溶液或气体对特定波长的光的吸收情况，从而确定样品中所含元素的种类和浓度。
原子吸收光谱法的基本步骤包括：
1. 光源选择和光束整形：选择恰当的光源，常用的有希望灯和氢/氘灯。
同时，需要通过光束整形系统将光束调节为单色、平行和集中的形式。
2. 样品制备：根据分析目的，在适当的条件下，将待测溶液或气体样品制备成符合测量要求的状态。
例如，对溶液样品进行稀释、过滤或加热等处理。
3. 选择合适的吸收线：根据待测元素的特性，选择合适的吸收波长。
一般情况下，选择元素的共振线可以提高分析的灵敏度和选择性。
4. 光路调节：通过调节光路，使得入射光能够通过样品，并与样品中的原子或分子发生相互作用。
5. 光强测量：使用光电二极管、光电倍增管或光谱仪等光学探测器，测量出透射光强或吸收光强。
6. 基准校正：将测量得到的光强数据与基准样品进行比较，进
行校正。
7. 数据分析：根据样品中吸收光强的变化情况，推导出样品中待测元素的浓度，常用的数据分析方法有比对法、标准曲线法和内标法等。
原子吸收光谱法广泛应用于环境、农业、化学、医药等领域。
其优点包括简单、灵敏且不受干扰，但也存在测量范围窄、矩阵效应和仪器复杂等缺点。
因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的分析方法和仪器。
简述原子吸收光谱技术的原理
简述原子吸收光谱技术的原理
原子吸收光谱技术是一种广泛用于分析金属元素和某些非金属元素的分析方法。
它基于原子在吸收特定波长的光时，电子从低能级跃迁至高能级，导致原子发生激发和离子化的原理。
以下是原子吸收光谱技术的基本原理：
1.光源：使用一种适当的光源，通常是一个具有特定波长的空气
-石英火焰。
这个火焰会使样品中的金属元素被激发或离子化。
2.样品进样：待分析的样品被雾化并喷入火焰中。
在火焰中，样
品中的金属元素被激发到高能级。
3.光源辐射：通过使用中空阴极灯或其他适当的光源，产生一个
包含特定波长的光束。
这个波长通常是目标元素的特征吸收波
长。
4.原子吸收：光束通过火焰中的样品，被激发态的金属原子吸收。
吸收的光量与样品中目标元素的浓度成正比。
5.检测：通过使用光学元件（如光栅或滤光片）来分离目标元素
的吸收线，然后使用光电检测器测量光强的减少。
检测信号与
目标元素的浓度成正比。
6.分析：通过与标准溶液比较，可以确定样品中目标元素的浓度。
原子吸收光谱技术的优点包括高灵敏度、高选择性和广泛适用性。
它常用于环境监测、食品分析、地质研究等领域。
然而，也需要注意的是，它可能受到矩阵效应、光谱干扰和仪器漂移等因素的影响，因此在实际应用中需要谨慎使用。
原子吸收光谱法(共73张课件)
比尔定律：
▪ 分析中，待测元素的浓度与其吸收辐射的原子总数成正 比。在一定浓度范围和一定火焰宽度L下：
▪ 可以通过测吸光度可求得待测元素的含量。
▪ 原子吸收分光光度A分析k'的c定量基础。待测元素浓度
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§4-3 原子吸收分光光度计
一、基本构造
光源
原子化系统
分光系统
检测系统 显示装置
表
处吸收轮廓上两点间的距离
征
（即两点间的频率差）。
▪ 数量级为10-3 -10-2 nm （发射线10-4 -10-3 nm ）。
图4.2 原子吸收光谱轮廓图
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12
谱线变宽： 自然宽度 ：N
▪ 无外界影响下，谱线仍有一定宽度—自然宽度。
▪ 与原子发生能级间跃迁时激发态原子的平均寿命有关。
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图4.3 峰值吸收测量示意图
21
应用原理： ▪ 光源：
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A lg I0 I
I0
e
0
I0d
I
e
0
Id
I I0eKL
I e 0
I0eKLd
Alg
e
0
I0 d
I e d e
K L
0 0
则：
在满足瓦尔西方法的测量条件时，在积分界限
内 吸可 收以 系认 数为。为常数，并合K理 地使之等于峰值
5%，测定灵敏度极差。
噪音低；
用该元素的锐线光源发射出特征辐射。 特点： 原子吸收分析的主要特点是测定灵敏度高，特效
发射的谱线稳定性好、强度高且宽度窄。
共振线在外光路损失小。
试样在原子化器中被蒸发,解离为气态基态原子。 共Ok振! L线et（’s特Ha征ve谱a线B）re是ak元. 素所有谱线中最容易发生、最灵敏的线，又具有元素的特征，所以分析中用该谱线作为分析线。
原子吸收光谱产生的原理
原子吸收光谱产生的原理
原子吸收光谱产生的原理是基于原子吸收特定波长的光的现象。
原子中的电子在低能级和高能级之间跃迁时，会吸收特定波长的光，并产生原子吸收光谱。
当原子处于低能级时，电子处于稳定的基态。
当外部光源照射到原子上时，如果光源的波长与电子跃迁所需的能量相匹配，电子就会从低能级跃迁至高能级。
这个过程是吸收光谱的形成机制。
吸收过程发生后，原子处于激发态。
为了恢复到稳定态，电子会自发地返回到低能级。
在此过程中，原子会发射出与吸收过程中吸收的光具有相同波长的特定波峰，这就是原子发射光谱。
原子吸收光谱的测量可以通过光谱仪来实现。
光谱仪会将进入的白光分解为不同波长的光，通过光栅或棱镜分散。
然后，被测样品被照射，其中原子会吸收特定波长的光。
通过比较进入和出射的光强度，可以确定样品中的元素及其浓度。
原子吸收光谱在分析化学中具有广泛的应用。
它可以用于确定样品中的元素种类和浓度，以及用于研究原子的结构和能级跃迁等。
原子吸收光谱的实验技术不断发展，使得这种方法更加精确和灵敏，为科学研究和实际应用提供了有力的工具。
《仪器分析》第十二章_原子吸收光谱法
当采用锐线光源时，测量是在原子吸收线附近一定频 率范围内进行，即
I 0 I d
0
I I 0e
K l
I e
0
K l
d
锐线光源的很小，可以近似用峰值吸收系数K0 来表 示原子对辐射的吸收，因此有吸光度A为：
I0 A lg lg I
质的强谱线。
空心阴极灯光的强度与灯的工作电流有很大关系。增
大灯电流，可以增加发射强度。但是，灯电流过大，会导 致一些不良现象，如阴极溅射增强，产生密度较大的电子 云，灯本身发生自蚀现象；加快内充气体的“消耗”而缩 短寿命；阴极温度过高，使阴极物质熔化；放电不正常，
灯光强度不稳定灯。灯电流太小，灯光强低，稳定性和信
（2）峰值吸收 1955年Walsh提出，在温度不太高的稳定火焰情况下，
峰值吸收系数与被测元素的原子浓度也成正比。通常情况下，
吸收轮廓决定于多普勒变宽，吸收系数为
2 ( 0 ) ln 2 D 2
K K 0e
K0 2 D
D 是多普勒 半宽度
K d mc N
于分析化学的原因。
e 2
0
f
m 是电子质量，f是振子强度，即能被入射 辐射激发的每个原子的平均电子数，正比 于原子对特定波长光的吸收概率。
若能测定积分吸收，则可以求出原子浓度。但是，测定谱 线宽度仅仅10-3nm的积分吸收，需要分辨率很高的色散仪器，
难以做到，这也是100多年前发现原子吸收现象却一直未能用
空心阴极灯工作原理：
当正、负两电极间施加适当的直流电压(300V—500V)
时，便开始放电，阴极发射的电子在电场作用下，高速射
原子吸收光谱分析基本原理
原子吸收光谱分析基本原理原子吸收光谱分析（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）是一种常用于定量分析的分析方法。
其基本原理是利用原子或离子对特定波长的光进行选择性吸收，从而得到样品中特定元素的浓度信息。
以下是AAS 基本原理的详细解释。
1.原子吸收谱线：当样品中的原子或离子处于基态时，它们会吸收特定波长的光，产生具有特征波长和强度的吸收峰。
这些吸收峰是由原子或离子的电子从基态跃迁至激发态，然后再跃迁至基态时所产生的。
每种元素具有不同的、特定的吸收谱线，因此可以通过测量特定波长的光的强度来确定样品中特定元素的浓度。
2.选择性吸收：AAS是一种选择性吸收分析方法，它只测量特定波长光的吸收情况。
这是通过使用特定波长的光源和窄缝光栅来实现的。
光源产生特定波长的光束，经过光栅的分离和选择，只允许特定波长的光通过，最终到达检测器。
这样就确保只有与特定元素吸收谱线相对应的光被测量。
3.原子化和气体吸收池：在AAS中，样品首先必须被转化为气相的原子或离子。
这是通过将样品以高温原子化炉或火焰中的火花器实现的。
在原子化过程中，样品中的化合物、离子或者分子被转化为气体态的原子或离子。
然后，这些气体原子或离子会进入一个气体吸收池中，该池设有特定波长的光源。
4.吸收测量和浓度计算：进入气体吸收池的原子或离子会吸收特定波长的光。
吸收的光强度与样品中特定元素的浓度成正比，这是AAS用于定量分析的基础。
检测器记录吸收的光强度，通常使用光电倍增管或光电二极管。
校准曲线或标准加入法可以用于根据测得的吸收强度反推样品中特定元素的浓度。
总结起来，原子吸收光谱分析基于原子或离子对特定波长的光的选择性吸收，通过测量吸收光的强度来计算样品中特定元素的浓度。
该分析方法需要对样品进行原子化和选择性吸收实验装置中的气体吸收池中完成。
原子吸收光谱基本原理
原子吸收光谱基本原理
原子吸收光谱是一种用于研究原子结构和元素组成的分析方法。
其基本原理是利用原子在特定波长的光辐射下吸收能量，并将其转化为原子内部的激发态，进而观察和测量吸收光的强度变化。
以下是原子吸收光谱的基本原理：
1. 激发态和基态：原子具有不同能级的状态，其中最低能级称为基态，而高于基态的能级称为激发态。
当给原子提供足够能量时，电子会从基态跃迁到激发态。
2. 能级跃迁：原子的能级之间存在一定的能量差，而这些能级之间的跃迁需要特定的能量。
当原子吸收特定波长的光时，光子的能量与能级之间的能量差相匹配，电子便会从低能级跃迁到高能级。
3. 波长选择性：每个元素都有其特定的电子结构和能级布局，因此它们对不同波长的光吸收具有选择性。
这些特定的吸收波长称为吸收线或谱线，可以用来识别和定量分析元素。
4. 实验测量：在实验中，通常将待测样品中的原子蒸发成烟雾或气体，并通过传输窗口引入光束。
然后，使用单色仪或光谱仪将白光分散成不同波长的光，其中包括待测元素谱线的特定波长。
当这些光通过样品时，被吸收的光会产生吸收谱线，其强度与待测元素的浓度成正比。
5. 谱线分析：测量吸收谱线的强度可以用来定量分析样品中待测元素的含量。
通过比较待测样品与已知浓度标准溶液的吸收
强度，可以绘制标准曲线或校准曲线，从而确定待测样品中元素的浓度。
总之，原子吸收光谱利用原子吸收光子能量的特性，通过测量吸收谱线的强度变化来分析样品中元素的含量。
这项技术被广泛应用于环境监测、食品安全、矿产资源勘探等领域。
原子吸收光谱仪基本原理
原子吸收光谱仪基本原理1.原子的能级结构：原子中的电子存在不同的能级，与固定的能量相关联。
当原子处于基态时，电子位于最低的能级上。
当吸收能量时，电子会跃迁到更高的能级，该过程称为激发。
激发态是不稳定的，电子会返回到较低的能级并发射出能量，称为发射光。
如果能够控制原子吸收和发射光的能量，就可以测量其中的差异，从而获得有关样品中元素存在的信息。
2.光源：原子吸收光谱仪使用特定波长的光源，通常是一个单色光源。
光源发出的光线通过一个特定的滤光片或光栅，使其只能透过一定波长范围的单色光。
这种单色光会通过样品中的原子或离子产生吸收和发射。
3.样品制备：在进行光谱测量之前，样品通常需要进行制备。
样品可以以固体、液体或气体的形式存在。
对于固体样品，通常需要将其溶解或研磨成液体或粉末。
对于液体样品，可以通过直接测量或进行稀释来处理。
对于气体样品，可以通过进样器引入。
4.原子吸收光谱仪的构成：原子吸收光谱仪通常由光源、光路系统、样品室、检测器和数据处理系统组成。
光路系统用于引导光线，在光源和样品间进行对准调节。
样品室通常是一个封闭的空间，用于放置样品和测量样品的光吸收。
检测器用于测量样品中的光吸收，并将信号转化为电信号。
数据处理系统用于接收、处理和显示或存储测量得到的光谱数据。
5. 光吸收测量原理：样品中的原子或离子会吸收特定波长范围内的光。
通过测量经过样品后透过的光的强度，就可以获得关于样品中原子或离子存在的信息。
将光源从未经过样品的强度定义为Io，经过样品后透过的光的强度定义为I。
样品中的光吸收比例可以通过吸光度（A）定义为A=log(Io/I)来表示。
吸光度与样品的浓度成正比关系，因此可以通过测量吸光度来推断样品中的元素浓度。
综上所述，原子吸收光谱仪通过测量样品中原子或离子对特定波长光的吸收，利用原子能级结构和吸收特性，提供了关于元素存在及其浓度的信息。
这种仪器在许多领域中被广泛应用，例如环境监测、食品检测、药物化学和地球化学分析等。
原子吸收光谱法基本原理
原子吸收光谱法基本原理原子吸收光谱法是研究物质中金属元素含量的一种重要的分析技术。
它主要基于原子对特定波长的吸收现象，利用分光光度计测量吸收光强度来定量分析。
原子吸收光谱法可以分为火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法和火焰石墨炉原子吸收光谱法。
其中，火焰原子吸收光谱法是应用最为广泛的一种。
在火焰原子吸收光谱法中，试样首先被喷入一个气体火焰中，火焰的温度可以将试样转化为气态原子。
接下来，在火焰中通过一个光源将某种波长的光线照射到样品原子上，这些原子将吸收光线并从其基态跃迁到激发态。
在这个过程中，原子吸收的光谱线强度与样品中该金属元素的浓度成正比。
为了测量试样内金属元素的浓度，需要将一个已知浓度的标准溶液的光谱与试样的光谱进行比较。
比较它们的光谱线强度，利用相同波长的光线，则可以求出试样的金属元素浓度。
除了测量金属元素的含量，原子吸收光谱法还可以用于确定金属元素的存在形式和化学状态。
例如，为了分析溶液中某一特定的金属离子，可以添加某些化学试剂，使样品中存在的其他金属离子被屏蔽或掉落至样品溶液中。
这样，被测金属元素的吸收信号就能够在测量条件下显现出来。
值得注意的是，在进行原子吸收光谱法时，需要注意控制测量条件。
例如，需要考虑到光源强度、测量波长、样品的基体效应、气体火焰的温度等因素。
同时，还需要避免干扰物质的影响，如氧化物和硫化物等。
总的来说，原子吸收光谱法可以对各种样品中的金属元素含量进行非常准确的测量。
它具有灵敏度高、选择性好、重现性好、定量范围广，使用和操作方便等优点，因此被广泛应用于化学、物理、医疗、冶金、地质学、生物学等领域。
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K0 = 2/△D(ln2/)1/2 e2N0ƒ/mc
可以看出，峰值吸收系数与原子浓度成正比，只要能测出K0 就可得出N0。 3，锐线光源 锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源， 如空心阴极灯。在使用锐线光源时，光源发射线半宽度很小， 并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可 看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数
第一节 基本原理
3，压力变宽 由于辐射原子与其它粒子（分子、原子、离子和电子等） 间的相互作用而产生的谱线变宽，统称为压力变宽。压力变 宽通常随压力增大而增大。 在压力变宽中，凡是同种粒子碰撞引起的变宽叫 Holtzmark（赫尔兹马克）变宽；凡是由异种粒子引起的变 宽叫Lorentz（罗伦兹）变宽。 此外，在外电场或磁场作用下，能引起能级的分裂，从 而导致谱线变宽，这种变宽称为场致变宽。 4，自吸变宽
第一节 基本原理
子数之比小于千分之一，激发态原子数可以忽略。因此。基 态原子数N0可以近似等于总原子数N。
一、原子吸收光谱轮廓
原子吸收光谱线有相当窄的频率或波长范围，即有一定 宽度。 一束不同频率强度为I0的平行光通过厚度为l的原子蒸气， 一部分光被吸收，透过光的强度I服从吸收定律
I = I0 exp(-kl)
第一节 基本原理
分吸收系数的方法。如果采用发射线半宽度比吸收线半宽度 小得多的锐线光源，并且发射线的中心与吸收线中心一致， 如下图。
发射线 K0 吸收 线
0 这样就不需要用高分辨率的单色器，而只要将其与其它谱线 分离，就能测出峰值吸收系数。
第一节 基本原理
在一般原子吸收测量条件下，原子吸收轮廓取决于 Doppler （热变宽）宽度，通过运算可得峰值吸收系数：
第一节 基本原理
K 在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内。 这样，一定的K0即可测出一定的原子浓度。 4，实际测量 在实际工作中，对于原子吸收值的测量，是以一定光强 的单色光I0通过原子蒸气，然后测出被吸收后的光强I，此一 吸收过程符合朗伯-比耳定律，即
I = I0e-K N L
式中K为吸收系数，N为自由原子总数（基态原子数），L为 吸收层厚度。
第一节 基本原理
Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT)
Ni与N0 分别为激发态与基态的原子数； gi / g0为激发 态与基态的统计权重，它表示能级的简并度；T为热力学温 度； k为Boltzman常数； Ei为激发能。 从上式可知，温度越高， Ni / N0值越大，即激发态原子 数随温度升高而增加，而且按指数关系变化；在相同的温度 条件下，激发能越小，吸收线波长越长，Ni /N0值越大。尽 管如此变化，但是在原子吸收光谱中，原子化温度一般小于 3000K，大多数元素的最强共振线都低于 600 nm， Ni / N0 值绝大部分在10-3以下，激发态和基态原
式中k是基态原子对频率为的光的吸收系数。不同元
第一节 基本原理
素原子吸收不同频率的光，透过光强度对吸收光频率作图， 如下图：
I
I0
0 I 与 的关系
第一节 基本原理
由图可知，在频率 0处透过光强度最小，即吸收最大。 若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。原子吸 收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长）和半宽 度 表征。中心频率由原子能级决定。半宽度是中心频率位置， 吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间频率或波长的 距离。 谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类是由 原子性质所决定的，例如，自然宽度；另一类是外界影响所 引起的，例如，热变宽、碰撞变宽等。 1，自然宽度
第一节 基本原理
由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽。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， 从而使谱线变宽。灯电流越大，自吸变宽越严重。
二、原子吸收光谱的测量
1，积分吸收 在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸收系数， 简称为积分吸收，它表示吸收的全部能量。从理论上可以得 出，积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。数学 表达式为：
原子吸收光谱法 第一节 基本原理
原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对 其原子共振辐射的吸收 进行元素定量分析的方法。 基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发 态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和 可见区。 在通常的原子吸收测定条件下，原子蒸气中基态原子数 近似等于总原子数。在原子蒸气中（包括被测元素原子）， 可能会有基态与激发态存在。根据热力学的原理，在一定温 度下达到热平衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循 Boltzman分布定律。
第一节 基本原理
∫K d = e2N0ƒ/mc 式中e为电子电荷；m为电子质量；c为光速；N0为单位体积 内基态原子数；f 振子强度，即能被入射辐射激发的每个原 子的平均电子数，它正比于原子对特定波长辐射的吸收几率。 这是原子吸收光谱分析法的重要理论依据。 若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。但是，测定谱 线宽度仅为10-3nm的积分吸收，需要分辨率非常高的色散仪 器。 2，峰值吸收 目前，一般采用外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然宽度。它 与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越 窄。不同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为10-5nm数 量级。 2，多普勒变宽 由于辐射原子处于无规则的热运动状态，因此，辐射原 子可以看作运动的波源。这一不规则的热运动与观测器两者 间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应，使谱线变宽。 这种谱线的所谓多普勒变宽，是由于热运动产生的，所以又 称为热变宽，一般可达10-3nm，是谱线变宽的主要因素。