线性吸收光谱
第九章紫外吸收光谱1.试简述产生吸收光谱的原因
吸收光谱的原因．解：分子具有不同的特征能级，当分子从外界吸收能量后，就会发生相应的能级跃迁．同原子一样，分子吸收能量具有量子化特征．记录分子对电磁辐射的吸收程度与波长的关系就可以得到吸收光谱．2.电子跃迁有哪几种类型这些类型的跃迁各处于什么补偿范围解：从化学键的性质考虑，与有机化合物分子的紫外－可见吸收光谱有关的电子为：形成单键的σ电子，形成双键的π电子以及未共享的或称为非键的ν电子．电子跃迁发生在电子基态分子轨道和反键轨道之间或基态原子的非键轨道和反键轨道之间．处于基态的电子吸收了一定的能量的光子之后，可分别发生σ→σ�6�5,σ →π�6�5,π→σ�6�5,n →σ�6�5,π →π�6�5,n→π�6�5等跃迁类型．π→π�6�5,n →π�6�5所需能量较小，吸收波长大多落在紫外和可见光区，是紫外－可见吸收光谱的主要跃迁类型．四种主要跃迁类型所需能量�6�2E大小顺序为：n →π�6�5<π→π�6�5≤n →σ�6�5<σ →σ�6�5. 一般σ →σ�6�5跃迁波长处于远紫外区，＜200nm,π →π�6�5,n →s*跃迁位于远紫外到近紫外区，波长大致在150－250nm之间，n →π*跃迁波长近紫外区及可见光区，波长位于250nm－800nm之间． 3. 何谓助色团及生色团试举例说明．解：能够使化合物分子的吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色团，例如CH 4 的吸收峰波长位于远紫外区，小于150nm但是当分子中引入-OH 后，甲醇的正己烷溶液吸收波长位移至177nm，-OH起到助色团的作用．当在饱和碳氢化合物中引入含有π键的不饱和基团时，会使这些化合物的最大吸收波长位移至紫外及可见光区，这种不饱和基团成为生色团．例如，CH 2 CH 2 的最大吸收波长位于171nm处，而乙烷则位于远紫外区．4.有机化合物的紫外吸收光谱中有哪几种类型的吸收带它们产生的原因是什么有什么特点解：首先有机化合物吸收光谱中，如果存在饱和基团，则有s →s*跃迁吸收带，这是由于饱和基团存在基态和激发态的s电子，这类跃迁的吸收带位于远紫外区．如果还存在杂原子基团，则有n →s*跃迁，这是由于电子由非键的n轨道向反键s轨道跃迁的结果，这类跃迁位于远紫外到近紫外区，而且跃迁峰强度比较低．如果存在不饱和C=C双键，则有p →p*,n →p*跃迁，这类跃迁位于近紫外区，而且强度较高．如果分子中存在两个以上的双键共轭体系，则会有强的K吸收带存在，吸收峰位置位于近紫外到可见光区．对于芳香族化合物，一般在185nm,204nm左右有两个强吸收带，分别成为E1, E2吸收带，如果存在生色团取代基与苯环共轭，则E2吸收带与生色团的K带合并，并且发生红移，而且会在230-270nm处出现较弱的精细吸收带（B带）．这些都是芳香族化合物的特征吸收带． 5. 在有机化合物的鉴定及结构推测上，紫外吸收光谱所提供的信息具有什么特点解：紫外吸收光谱提供的信息基本上是关于分子中生色团和助色团的信息，而不能提供整个分子的信息，即紫外光谱可以提供一些官能团的重要信息，所以只凭紫外光谱数据尚不能完全确定物质的分子结构，还必须与其它方法配合起来． 6. 距离说明紫外吸收光谱在分析上有哪些应用．解：（１）紫外光谱可以用于有机化合物的定性分析，通过测定物质的最大吸收波长和吸光系数，或者将未知化合物的紫外吸收光谱与标准谱图对照，可以确定化合物的存在．C H C H C H C H trans- λmax=295nm εmax=27000 cis- λmax=280nm εmax=10500 （２）可以用来推断有机化合物的结构，例如确定1,2-二苯乙烯的顺反异构体．（３）进行化合物纯度的检查，例如可利用甲醇溶液吸收光谱中在256nm处是否存在苯的B吸收带来确定是否含有微量杂质苯．（４）进行有机化合物、配合物或部分无机化合物的定量测定，这是紫外吸收光谱的最重要的用途之一。
用光栅光谱仪测定介质的吸收光谱资料
实验一 用光柵光谱仪测定介质的吸收光谱介质的吸收光谱与发射光谱一样，不但用于光谱分析，而且用于研究物质结构。
在原子物理、分子物理、化学、天体物理等领域内，吸收光谱是一种重要的研究手段。
光谱仪是常用的基本光学仪器，可用于测量介质的光谱特性、光源的光谱能量分布等。
本实验中用光谱仪测量钕玻璃的吸收曲线。
实验目的1． 了解光柵光谱仪的构造及其使用方法2． 加深对介质光谱特性的了解，掌握测量介质的吸收曲线或透射曲线的原理和方法。
实验原理当一束光穿过有一定厚度的介质平板时，有一部分光被反射，另有一部分光被介质吸收，剩下的光从介质板透射出来。
设有一束波长为λ，入射光强为I 0的单色平行光垂直入射到一块厚度为d 的介质平板上，如图1所示。
如果从界面1反射的光强为I R ，从界面1向介质透射光的光强为I 1，到达界面2的入射光的强度为I 2，从界面2射出的透射光的光强为I T ，则定义介质板的光谱外透射率T 和介质的光谱透射率T i 分别为 T =I I T（1）i T =12I I （2） 这里的I R ，I 1，I 2，和I T ，都应该是光在界面1和2上以及介质中多次反向和透射的总效果。
一般来说，介质对光的反射、透射和吸收不但与介质有关，而且与入射光的波长有关。
我们将光谱透射率与波长的关系曲线称为透射曲线。
在均匀介质内部，光谱透射率与介质厚度有如下关系ad i e T -= （3）式中，a 称为介质的线性吸收系数，一般也称为吸收系数。
吸收系数不仅与介质有关，而且与入射光的波长有关。
吸收系数与波长的关系曲线称为吸收曲线。
设光垂直入射到厚度d 为的介质上，光要从前后表面发生反射，如果a 值很小，反射可以进行多次，若介质表面的反向系数为R ，则透过样品的光强为图1 一束光入射到平板上++++=4321T T T T T I I I I I+-+-=--adad e R R I e R I 32202011）（）（ adade R e R I 222011----=）（ （4） 式中I T 1、I T 2、I T 3、I T 4、…，分别表示从界面2第一次透射，第二次透射，…，光的光强。
第三章(2)光的吸收、色散、散射全解
性质以及周围介质等关系比较复杂。这种散射称 为米氏散射。 例1、白云由大气中的水汽组成，颗粒较大，它产 生的散射与波长关系不大，所以呈白色，属于米 氏散射。 例2、吸烟时，从点燃的烟头冒出的烟是蓝色的， 而从嘴里吐出的烟是白色的。这是由于烟头冒出 的烟颗粒很小，遵守瑞利散射定律，对蓝光散射 厉害。而从嘴里吐出的烟中，含有颗粒较大的蒸 汽团，属于米氏散射，散射光呈白色。
瑞利群速公式
Vg V p λ
dVp dλ
在真空中 V p ( λ ) c
Vg V p c
dV p c dn 2 d n d
dV p c dn 2 >0 d n d
c 在介质中 V p n
dn 在正常色散区 0 dλ
由瑞利群 速公式
Vg V p
dn 2B 3 将上式对求导得： D dλ λ
2、反常色散
在发生强烈吸收的波段，折射率n 随波长的增 加而增大，即dn /d0 。这种现象称为反常色散。
n
P
Q R
S
T
可见光
吸收带
石英的色散曲线
上图反映了物质在吸收区普遍遵从的色散规律。 在吸收区以外仍是正常色散，只是A、B、C等常量 的具体数值并不一定相同。
I
式中负号表示随吸收 层厚度增加光能量减小
O
x x dx x
若x = 0时光强为I0，x = L时光强为I
由积分
II0L 源自I 0 dx II 得： ln I αL 0
αL
朗伯定律
I I 0e
2、比尔定律 实验表明，当光通过透明溶液时，溶液对光 的吸收与溶液的性质及浓度有关，若不考虑溶剂 对光的吸收，稀溶液的吸收系数与溶质在溶液中 的浓度 (书上称质量分数C)成正比。
绘制吸收光谱及测定摩尔吸光系数
实验一绘制吸收光谱及测定摩尔吸光系数一.实验目的通过紫外吸收光谱的绘制和摩尔吸光系数的测定，掌握Agilent8453 UV-Vis的使用方法。
学习导数光谱计算方法及特点。
二.实验原理1．本实验用Agilent8453型分光光度计绘制氨基酸（苯丙氨酸，色氨酸）的紫外吸收光谱，找出它的吸收峰波长并计算摩尔吸光系数。
CH2CHCOOHNH2CNHCH2CHCHCOOHNH2苯丙氨酸色氨酸紫外分光光度法是利用物质对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，波长范围为200-400nm的紫外光谱。
各种分子都有其特征的吸收光谱，即吸光度与摩尔吸光系数随波长的变化而变化的规律。
吸收光谱的形状与物质的特征有关，以此进行定性分析。
为了清楚地描述各种物质对紫外区域电磁辐射的选择性吸收的情况，往往需绘制吸收光谱曲线，即吸光度对波长的曲线。
在吸收光谱曲线上可以找到最大吸收峰波长。
根据比尔定律：A = εb c式中A—吸光度ε—摩尔吸光系数b—液槽厚度，单位：cmc—摩尔浓度，单位：mol/l摩尔吸光系数可按下式计算：Abc ε=2．导数分光光度法：利用紫外-可见分光光度计软件系统带有的数学处理功能，对吸收光谱进行处理，可以获得导数光谱。
利用导数光谱进行分光光度测定，称为导数分光光度法。
通常可以获得1-4阶导数光谱。
在各阶导数光谱中，吸光度对波长的微分值与溶液中组分的浓度c保持线性关系：ssd Acdλ∝。
其中s为导数的阶数。
因此，可以利用导数光谱进行定量测定。
导数光谱可用于放大图谱间差别，定性分析中分辨重叠谱带，而且还可以减少定量分析中来自散射、基体、及其它吸收物的干扰影响。
由于导数光谱灵敏度高，因此对于试样纯度检验，多组分混合物的测定，消除共存杂质的干扰和背景吸收，测定混合式样都具有特殊的优越性。
三.实验仪器和试剂1.Agilent8453 UV-Vis分光光度计;2.移液枪(德国BRAND公司生产);3.50ml容量瓶2支; 废液池（烧杯）一只；4.氨基酸储备液：色氨酸0.400 g/l，苯丙氨酸2.00 g/l;5.去离子水四.实验步骤1.吸收光谱的测定（1）用氨基酸储备液及去离子水在50ml容量瓶中配置氨基酸溶液，色氨酸浓度为40mg/l, 苯丙氨酸800mg/l；（2）分别取上述溶液，用1cm石英比色皿，以水作参比溶液，在波长范围为190nm—400nm 间测定他们的吸收光谱。
气相分子吸收光谱法
气相分子吸收光谱法
气相分子吸收光谱法介绍
1、方法原理
气相分子吸收法（Gas-Phase Molecular Absorption Spectrometry，以下简称GPMAS）的理论基础是朗伯－比尔定律。
待测气体的浓度一定范围内与其吸光度呈现线性关系。
通过的特定的化学反应，将被测成份转化为气体，然后对生成的气体进行定量分析，从而计算出被测成分的含量。
例如：分析硫化物可将被测物转化为H2S测定；分析亚硝酸盐可将被测物转化为NO2测定；分析总氮可将被测物转化为NO测定；分析汞含量时可将被测物还原为汞蒸气测定。
另外也可直接测定气体含量，就是在一定的压力下，将测定成份直接进入测量系统测定吸光度（可测定大气中NO2、SO2以及H2S等气体），然后与测得己知浓度的标准溶液和标准气体的吸光度进行比较而得到样品的分析结果。
2、方法溯源
气相分子吸收法测定亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氨氮、凯氏氮、总氮、硫化物得到了国家环保部的认可，多年以前就被纳入“水和废水监测分析方法”（笫四版）中。
同时，此6个方法于2005年11月15日通过国家环保部组织的方法验证、专家审定，并作为国家环保标准方法发布实施。
因此，专业实验室采用本方法时，符合ISO17025管理体系对方法来源的要求
3、方法对比
气相分子吸收法与离子色谱、流动注射分析法对比。
吸收光谱计算
吸收光谱计算吸收光谱计算是分析物质中吸收特定波长光线的强度变化，进而推断物质在不同波长下的吸收行为和特性的一种方法。
这种计算方法可以应用于许多领域，如化学、物理、生物和环境科学等，具有很高的实用价值。
吸收光谱计算基于光的波动性和物质的吸光特性，光线以一定的波长进入样品溶液或气体中，经过物质的吸收后，演变成弱光或不被样品吸收的光线。
通过测量吸收前后光线的强度变化，可以计算出物质对该波长光的吸收程度。
通过分析吸收光谱曲线，可以推断出样品的物理化学性质、浓度或含量等信息。
吸收光谱计算的基本原理有两个：贝尔－伯－朗方程和比米－朗伯－拜尔定律。
贝尔－伯－朗方程是描述吸光度（A）与溶液浓度（c）之间关系的公式，表达式为：A = εlc，其中ε是摩尔吸光系数，l是光程长度。
这个方程可以用来计算摩尔吸光系数，从而推断出物质的浓度。
比米－朗伯－拜尔定律是描述吸光度与溶液中溶质浓度之间线性关系的公式，表达式为：A = log(I_0/I) = εlc，其中I_0是入射光线的强度，I是透射光线的强度。
这个公式可以用来计算样品的透射率、吸收率或吸光度，从而得到物质在不同波长下的吸收特性。
在实际应用中，吸收光谱计算的步骤一般包括以下几个方面：1.选择合适的波长和光源：根据待测物质的特性和需求，选择合适的波长进行测量。
同时，选择适当的光源，确保光线的强度和波长的稳定性。
2.准备样品溶液或气体：将待测物质溶解于溶剂中，或将气体直接放入光池中。
样品的浓度应该在合适的范围内，以保证吸收光谱的可靠性。
3.测量透射光强度：使用光谱仪或吸光度计等仪器，测量样品的入射光强度和透射光强度。
通过计算吸光度或透射率，得到样品在不同波长下的吸收情况。
4.构建吸收光谱曲线：根据不同波长下的吸光度或透射率数据，绘制吸收光谱曲线。
通过分析曲线的峰值、波长和形状等特征，可以推断样品的特性和含量等信息。
5.数据处理和计算：根据贝尔－伯－朗方程或比米－朗伯－拜尔定律，对吸光度或透射率数据进行计算，从而得到物质的摩尔吸光系数、浓度或含量等结果。
从理论上分析一种由三阶电极化引起的非线性光学现象
从理论上分析一种由三阶电极化引起的非线性光学现象，并讲述其实际应用双光子吸收现象摘要本文从理论上分析了一种由三阶电极化引起的非线性光学现象—双光子吸收现象，并讲述了其实际应用—飞秒激光微纳加工，双光子吸收起因于介质三阶非线性效应，吸收的光子数与N 2(w 1,0)成正比，即与入射光强的平方成正比，利用非线性双光子聚合作用可获得远小于衍射极限的加工分辨率。
关键词：三阶电极化 双光子吸收 飞秒激光微纳加工AbstractThis article analyzed a nonlinear optical phenomenon caused by a three order polarization from theories, this phenomenon is two photon absorption phenomenon. As a practical application, femtosecond laser micromachining was introduced , two photon absorption arises from the medium of three order nonlinear effect, the photon number absorbed is proportional to N 2(w 1,0), thus is proportional to the square of the incident light intensity, use nonlinear two-photon polymerization can get much smaller processing resolution than the diffraction limit.Key words : Three order polarization Two photon absorption Femtosecond laser micromachining一、 理论分析1.1 非线性光学现象是高阶极化现象当光入射介质，在光电场(,)E r t 作用下，组成介质的激性分子、原子、电子发生位移，感生次级电场，称之为电极化强度(),P r t 。
第三章：稀土元素的光谱特征及
例如： Sm３+ Eu３+ Tm３+Yb３+的配合物中易出现
b. f-f跃迁光谱是类线性的光谱 谱带尖锐的原因是:处于内层的4f电子受到5s
和5p电子的屏蔽，受环境的影响较小，所以自由 离子的光谱是类原子的线性光谱。
[Kr]4d104fn5S25P65d0-16S2 于d-d跃迁吸收光谱有所区别： 由于d电子是处于外层，易受环境的影响使谱
带变宽。
如稀土离子的f-f 跃迁谱带的分裂为100cm-1左 右，而过渡金属元素的d-d跃迁谱带的分裂
4I15/2 4F9/2
6F1/2 6F56/H2 6F56/F23/72/2
6H7/2 6H9/2 6H11/2 6H13/2
6H15/2 Dy
§3-2稀土离子的吸收光谱 稀土离子的吸收光谱的产生归因于三种情
况： 来自fn组态内的能级间跃迁即f-f跃迁； 组态间的能级间跃迁即f-d跃迁； 电荷跃迁如配体向金属离子的电荷跃迁。
Er3+ （4f11) 364-652 微红
Ho3+ （4f10) 287-641 粉红
黄
Dy3+ （4f9 ) 350-910 黄
Tb3+ （4f8) 284-477 无色
Sm2+ （4f6)
红褐色
Yb2+ （4f14)
绿色
从上表可看出： RE3+的颜色，其中4fn ,4f14-n组态的离子有
激光光谱学
第一张基本概念：1.能级寿命是指自发辐射能级寿命，能级寿命与自发辐射系数互为倒数关系。
2.自发辐射与受激辐射的区别：(1)受激跃迁与自发辐射，前者与外场揉(谬)有关，而后者则只取决于原子、分子系统本身，与外场揉(谬)无关。
理论和实验证明受激辐射光子与入射光子具有四同（同频率、同位相、同波矢、同偏振），即受激辐射光子与入射光子属于同一光子态（光波模式），受激辐射光是相干光，而自发辐射是非相干的随机过程。
(3)自发辐射系数A21与受激跃迁系数的关系：在热平衡条件下，能级E1、E2的粒子数N1、N2应保持平衡，则有: 3. 光子简并度n 为受激辐射几率与自发辐射几率之比，前者产生相干光子，后者产生非相干光子。
4. 激光器的三要素：（1）工作物质(气体、固体、液体、半导体等);(2）泵浦源：二者可实现粒子数反转，实现光放大。
（3）激光谐振腔 ---实现选模和光学正反馈。
5.线宽：分布函数半最大值所对应的频率宽度叫线宽—半最大值全宽，线宽内部分叫谱线的核,外部部分叫翼。
6.光谱学中常见的谱线展宽有：自然展宽、碰撞展宽、 Doppler 展宽。
自然加宽：由于自发辐射的存在，导致处于激发态的粒子具有一定的寿命，使得所发射的光谱具有一定的线宽称为自然加宽。
7.碰撞又分为弹性碰撞和非弹性碰撞：弹性碰撞，碰撞对之间没有通过无辐射跃迁所进行的内能交换时，称为弹性碰撞。
非弹性碰撞，碰撞对A 、B 在碰撞期间，A 的内能完全的或部分的转移给了B(或成为B 的内能或转变为A 、B 的平动动能)，有内能变化，称为非弹性碰撞，也叫淬灭碰撞。
小距离弹性碰撞主要引起谱线加宽，而大距离弹性碰撞主要引起频移。
8.Doppler 加宽：由于气体原子、分子的热运动而具有一定的速度分布，一定速度的粒子相对于探测器来讲，都会产生Doppler 频移，这样具有一定速度的粒子只对谱线的某一频率范围有贡献，总体效果使得谱线加宽，Doppler 加宽的谱线线型为高斯线型。
透射、反射、吸收光谱
透射、反射、吸收光谱紫外-可见-近红外光谱⾮常有⽤，⽤来描述各种各样技术上重要的材料的吸收、透射和反射，例如颜料、涂层、窗⼝、和滤光器。
这些应⽤通常需要记录⾄少⼀部分材料的光学或电⼦特征光谱。
A)吸收吸收光谱通常称为分光光度法，是以测量给定波长样品吸收的光强为基础的分析技术。
分光光度法，特别是在可见和紫外谱段，是最多功能和⼴泛应⽤技术在化学和⽣命科学中。
在可见和紫外的分⼦吸收光谱与通过⽓体、液体、固体辐射通道辐射吸收测量有关。
常⽤波长范围在190nm⾄1000nm，吸收介质是常温。
然⽽，在⼀些情况下（例如，在酶检测）测量温度低于或⾼于室温是有利的或必需的。
分⼦或分⼦的⼀部分，可以被吸收激发的称为⾊基团。
强烈吸收紫外或可见部分的频谱的有机⾊基团常常有很多化学键如C=C、C=O或C=N。
分⼦激发能量通常由激发态分⼦和另⼀种分⼦（如溶质分⼦）碰撞以热量（动能）耗散，这样分⼦返回到基态。
另⼀种情况，激发能量以⼀个过程的光辐射消耗掉，被称作荧光。
这两种情况下，被⾊基团收集过的透射光强⼩于⼊射光强。
⼀个受激分⼦可以拥有任意⼀组被量⼦⼒学描述的能量离散量。
这些量被称作分⼦的“能级”。
在紫外、可见分光光度法，主要的能级⾸先决定于电⼦的空间分布，被称为电⼦能级，和⼩程度的振动能级，这产⽣于分⼦的各种振动模式（例如，各种共价键的拉伸和弯曲）。
能量和吸收的波长是由电⼦跃迁能级间的差异决定的。
可以⽤如下⽅程表⽰：λ= hc/(E2-E1)E1是分⼦吸收前的能级，E2是通过吸收达到的能级如果所有的转换都在基态的最低能级和第⼀激发态之间，那么吸收谱会出现窄的离散峰。
然⽽，从⼀个电⼦能级跃迁到下⼀个能级可能发⽣在许多振动能级之间。
由于分⼦级的振动能级的能量差⼩于电⼦能级的最⼩能量差，电⼦跃迁由⼀串密间距的谱峰组成。
每⼀个峰有和峰间距可⽐的显著宽度。
这有峰重叠的效果，以⾄于⼀个独⽴的宽峰被称为电⼦吸收带。
对于⼤多数分⼦，吸收波长对应基态和第⼀激发态的任何振动能级之间的跃迁，发⽣在紫外和可见光范围。
光谱的线宽和线形
第3.3节 碰撞加宽
绝热近似、B-O近似 原子核重排(碰撞、化 学反应)过程中，电子 的电荷分布/跃迁(fs) 可实时快速地调整(垂 直跃迁)
ik Ei(R)Ek(R)
=V[A(Ei,B)]V[A(Ek,B)]
R(A,B) 碰撞伙伴(对)A-B质心间距 碰撞频移，可正可负(取决于势能曲线/面) 2Rc 碰撞直径 c=Rc/v = 2ps (1nm/500ms-1) 碰撞时间(弹性)
Z [amu]
1 23 85 85 7 7 133 44 87
[nm] 121.6 589.1 780.0 780.0 670.8 670.8 852.1 10m 6.8 GHz
T [K] 1000 500 300 144K 600 140K 300 300 300
D [GHz] 55.8
1.7 0.52 0.36 MHz 3.0 1.4 MHz 0.38 0.056 9.0 KHz
Ba Ba
[nm] 671 589 780 852 554 791
s [ns] 27.2 16.3 26.5 31 9.1 1.37us
n=1/(2s ) [MHz] 5.85 9.76 6.01 5.13 17.49 0.12
一、吸收线性
Oscillator with driven force qE 宏观极化子：
一、Doppler效应 (一级)
第3.2节 Doppler线宽
原子发射 观察者 不动 辐射源 动
相向运动时观察者感觉 辐射场频率升高，反向 时感觉频率降低
原子吸收 观察者 动 辐射源 不动
(原子感受到的光频率) (共振条件 0 = ’ )
原子实际吸收的光频 a L
光谱 吸收光谱
光谱吸收光谱
吸收光谱是指在物质中加入某种电磁辐射后，电磁辐射被物质吸收而形成的光谱。
在吸收光谱中，物质的吸收峰表示物质对电磁辐射的吸收程度。
吸收峰的位置和强度可以用来确定物质的化学结构和组成。
吸收光谱的原理可以用一个简单的例子来解释。
假设我们有一个透明的杯子，里面装有水。
当我们在水中加入糖，水就会变甜。
这是因为糖分子吸收了电磁辐射，例如红外线，并将其转化为热能。
当我们再次加热杯子里的水时，我们会发现水的温度比没有加糖时要高。
这是因为糖分子吸收了电磁辐射，并将其转化为热能，导致水的温度上升。
在分析化学中，我们可以利用吸收光谱来确定物质的化学结构和组成。
例如，在紫外-可见光谱中，吸收峰的位置可以用来确定有机物质中的官能团类型和数量，而吸收峰的强度可以用来确定官能团的数量。
在红外光谱中，吸收峰的位置可以用来确定有机物质中的化学键类型和数量。
在核磁共振光谱中，吸收峰的位置可以用来确定氢原子的化学环境和数量。
吸收光谱在环境监测、生物学、医学等领域也有广泛的应用。
例如，在环境监测中，我们可以利用吸收光谱来检测水体中的污染物质，例如重金属离子、有机物质等。
在生物
学中，我们可以利用吸收光谱来研究细胞中的代谢过程和蛋白质结构。
在医学中，我们可以利用吸收光谱来研究人体组织的化学成分和功能。
总之，吸收光谱是一种非常有用的技术，可以用来研究物质的化学结构和组成，并在环境监测、生物学、医学等领域中有广泛的应用。
吸收光谱法名词解释
吸收光谱法名词解释
吸收光谱法是一种分析化学方法，通过测量样品对特定波长的光的吸收程度来确定样品中特定物质的浓度或存在量。
以下是一些与吸收光谱法相关的名词的解释：
1. 吸收光谱：吸收光谱是在特定波长范围内记录各种物质吸收光的强度或透过率的图谱。
吸收峰的位置和强度可以提供有关样品组分和其浓度的信息。
2. 光谱仪：光谱仪是用来测量样品对光的吸收情况的仪器。
它通常由光源、样品室、光栅或光偏振器、光电探测器等部件组成。
3. 波长：波长指的是波的长度，用于描述光的特定性质。
在吸收光谱法中，选择特定的波长进行吸收测量以实现分析目的。
4. 吸光度：吸光度是表示溶液中的物质对某一波长的光吸收程度的指标。
通常使用比例尺来比较样品吸收光与未吸收光之间的差异。
5. 分光光度计：分光光度计是一种用于测量吸光度的仪器。
它将可见或紫外光通过样品，测量样品吸收光的强度，并与未吸收光的强度进行比较。
6. 线性范围：线性范围是指在该范围内，物质的吸光度与其浓度之间呈线性关系。
在使用吸收光谱法测定样品浓度时，通常会选择在线性范围内进行测量。
7. 标准曲线：标准曲线是通过一系列标准溶液的吸光度测量值绘制的图表。
使用标准曲线可以通过吸光度值推算出未知样品的浓度。
8. 法比尔定律：法比尔定律（Beer-Lambert定律）是吸收光谱法的基本原理之一。
它表明，物质的吸光度与溶液中物质浓度成正比，而与光通过样品的路径长度成反比。
用光栅光谱仪测定介质的吸收光谱资料
实验一 用光柵光谱仪测定介质的吸收光谱介质的吸收光谱与发射光谱一样，不但用于光谱分析，而且用于研究物质结构。
在原子物理、分子物理、化学、天体物理等领域内，吸收光谱是一种重要的研究手段。
光谱仪是常用的基本光学仪器，可用于测量介质的光谱特性、光源的光谱能量分布等。
本实验中用光谱仪测量钕玻璃的吸收曲线。
实验目的1． 了解光柵光谱仪的构造及其使用方法2． 加深对介质光谱特性的了解，掌握测量介质的吸收曲线或透射曲线的原理和方法。
实验原理当一束光穿过有一定厚度的介质平板时，有一部分光被反射，另有一部分光被介质吸收，剩下的光从介质板透射出来。
设有一束波长为λ，入射光强为I 0的单色平行光垂直入射到一块厚度为d 的介质平板上，如图1所示。
如果从界面1反射的光强为I R ，从界面1向介质透射光的光强为I 1，到达界面2的入射光的强度为I 2，从界面2射出的透射光的光强为I T ，则定义介质板的光谱外透射率T 和介质的光谱透射率T i 分别为 T =I I T（1）i T =12I I （2） 这里的I R ，I 1，I 2，和I T ，都应该是光在界面1和2上以及介质中多次反向和透射的总效果。
一般来说，介质对光的反射、透射和吸收不但与介质有关，而且与入射光的波长有关。
我们将光谱透射率与波长的关系曲线称为透射曲线。
在均匀介质内部，光谱透射率与介质厚度有如下关系ad i e T -= （3）式中，a 称为介质的线性吸收系数，一般也称为吸收系数。
吸收系数不仅与介质有关，而且与入射光的波长有关。
吸收系数与波长的关系曲线称为吸收曲线。
设光垂直入射到厚度d 为的介质上，光要从前后表面发生反射，如果a 值很小，反射可以进行多次，若介质表面的反向系数为R ，则透过样品的光强为图1 一束光入射到平板上++++=4321T T T T T I I I I I+-+-=--adad e R R I e R I 32202011）（）（ adade R e R I 222011----=）（ （4） 式中I T 1、I T 2、I T 3、I T 4、…，分别表示从界面2第一次透射，第二次透射，…，光的光强。
吸收光谱的原理
吸收光谱的原理吸收光谱是研究物质与光相互作用的强大工具，它为我们揭示了物质如何吸收、发射和散射光的奥秘。
在化学、物理、生物及许多其他科学领域中，吸收光谱都是非常重要的研究手段。
一、吸收光谱的基本概念吸收光谱是物质吸收特定波长的光后产生的光谱。
当光进入物质时，某些波长的光会被物质吸收，而其他波长的光则会被反射、透射或散射。
物质吸收特定波长的光是因为这些光与物质的分子或原子相互作用，引发了能级跃迁。
二、吸收光谱的原理：能级跃迁1. 基态与激发态：在分子或原子中，电子存在不同的能级。
最低的能级称为基态，而较高的能级称为激发态。
当分子或原子吸收特定波长的光时，电子从基态跃迁至激发态。
2. 吸收光谱的产生：由于电子在基态和激发态之间跃迁，物质会吸收特定波长的光，导致光谱的暗线或暗带。
这些暗线或暗带构成了物质的吸收光谱。
不同的物质具有独特的吸收光谱，因此可用于鉴别物质。
三、应用领域1. 化学分析：通过分析物质的吸收光谱，可以确定物质的化学成分和结构。
这为化学分析领域提供了强大的工具。
2. 生物研究：在生物学研究中，吸收光谱常用于研究生物大分子的结构和功能。
例如，通过分析蛋白质的吸收光谱，可以了解蛋白质的结构和活性状态。
3. 环境监测：在环境科学领域，吸收光谱可用于监测空气、水和土壤中的污染物。
通过分析这些污染物对光的吸收特性，可以评估其对环境的危害程度。
4. 医学诊断：在医学领域，吸收光谱可用于诊断疾病和监测生理过程。
例如，通过分析人体组织的吸收光谱，可以诊断癌症等疾病。
四、总结吸收光谱为我们提供了一种深入了解物质与光相互作用的方法。
通过对物质吸收光谱的分析，我们可以获得物质的成分、结构和状态等重要信息。
因此，吸收光谱在科学研究、工业生产和日常生活中都具有广泛的应用价值。
随着科学技术的不断发展，吸收光谱的应用前景将更加广阔，为人类探索物质世界提供更多可能性。
原子吸收光谱法
将发射的光调 制成一定频率；检 测器只接受该频率 的光信号； 原子化过程发 射的非调频干扰信 号不被检测；
二、光源
1.作用
（动画）
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.空心阴极灯：结构如图所示
四、原子吸收的测量
⑴.
积分吸收
Krd
e
2
mc
Nf
（2）极大峰值法
当锐线光源强度及其它实验条件一定时， 基态原子蒸气的吸光度与试液中待测元素 的浓度及光程长度（火焰法中燃烧器的缝 长）的乘积成正比。火焰法中b通常不变，： A=KC
要实现峰值吸收的测量，需要满足两个条 件： （1）使锐线光源发射线的中心频率与吸收 线的中心频率相重合； （2）要求锐线光源发射线的宽度必须比中 心线的宽度窄
3.空心阴极灯的原理
• 施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极; • 与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在 电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击; • 使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子 再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是 阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。 • 用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。 • 空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。 优缺点： （1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。 （2）每测一种元素需更换相应的灯。
吸收光谱的吸光系数
吸收光谱的吸光系数
摘要：
I.引言
- 光谱的概念
- 吸光系数的重要性
II.吸光系数的定义
- 吸光系数的定义
- 吸光系数与吸光度的关系
III.吸光系数的物理意义
- 吸光物质在特定波长和溶剂中的特征常数
- 吸光系数与浓度、光程和溶剂性质的关系
IV.吸光系数的应用
- 在化学和生物学中的重要性
- 吸光系数在实际应用中的例子
V.结论
- 吸光系数在光谱研究中的重要性
- 未来发展的前景
正文：
光谱是物理学中研究光的性质和行为的重要领域，其中吸收光谱是研究物质对光的吸收性质的一种方法。
在吸收光谱中，吸光系数是一个关键的概念，它描述了吸光物质在特定波长和溶剂中的吸光程度。
吸光系数的定义是指在单位浓度和单位光程下，吸光物质对某一波长光的吸光度。
吸光系数与吸光度之间的关系是线性的，即吸光度等于吸光系数乘以吸光物质的浓度和光程的乘积。
吸光系数的物理意义在于它反映了吸光物质在特定波长和溶剂中的特征常数。
吸光系数与浓度、光程和溶剂性质都有关系，因此，通过测量吸光系数，我们可以了解吸光物质的性质以及溶剂的环境。
吸光系数在化学和生物学中都有着重要的应用。
在化学中，吸光系数被用于定量分析，通过测量吸光度，可以计算出吸光物质的浓度。
在生物学中，吸光系数被用于研究生物分子的结构和功能，例如蛋白质和核酸的光谱研究。
总的来说，吸光系数是吸收光谱研究中一个重要的概念，它对理解和测量吸光物质的性质和行为有着关键的作用。
线性吸收光谱
学号：51090602040 姓名：周慧线性吸收光谱光谱学主要研究光与物质相互作用过程中的有关问题。
原子或分子中的电子，总是处在某一种运动状态之中。
每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。
这些电子由于各种原因( 例如受到光、热、电等的激发，或者发出光或热) 而从一个能级转移到另一个能级，称为跃迁。
当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。
因此，每一跃迁都对应着吸收一定的能量( 即一定波长)的辐射。
当光进入某种物质以后，可以有两种情况发生:一种是进入物质后，能量几乎不被吸收;另一种是能量被全部或部分吸收，在后一种情况下，在吸收光的过程中，光能被转移给分子。
由上述理论可知，吸收本身是一种高度专一的现象，即一定结构的分子只吸收一定能量的辐射。
根据量子理论，分子从光波中吸收能量必定是以不连续的、整份单位的形式发生，这些不连续的微小能量单位被称为量子。
这也就是说频率为v 的单色光的能量必定是h v的整数倍。
能量与波长成反比。
波长越长，能量越小。
反之，波长越短，能量越大，所以紫外区光的能量比可见区的要大。
根据光的波动说和微粒说，吸收光谱是物质分子吸收了与其某一运动方式的能级变化能量相符的电磁波，使相应的运动方式的能级提高而产生的。
即光的吸收和发射是由于原子或分子中能量的改变。
每个分子具有一系列严格分立的能级。
处于基态的分子，当受到光的能量激发时，它可以吸收特征频率的能量而跃迁到较高的能级—激发态。
既然物质对光的吸收具有选择性，就可以缓慢地改变通过某一吸收物质的入射光的波长，并记录该物质在每一波长处的吸光度，然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这样得到的谱图称为该物质的吸收光谱或吸收曲线。
被物质所吸收的光线处在紫外区或可见区内，获得的吸收光谱称为紫外或可见光吸收光谱。
从某物质的吸收光谱可以看出它在不同的光谱区域内吸收能力的分布情况。
显然，某物质吸收光谱的形状是与他的内部结构紧密相关的。
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学号：51090602040 姓名：周慧
线性吸收光谱
光谱学主要研究光与物质相互作用过程中的有关问题。
原子或分子中的电子，总是处在某一种运动状态之中。
每一种状态都具有一
定的能量，属于一定的能级。
这些电子由于各种原因( 例如受到光、热、电等的激发，或者发出光或热) 而从一个能级转移到另一个能级，称为跃迁。
当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。
因此，每一跃迁都对应着吸收一定的能量( 即一定波长)的辐射。
当光进入某种物质以后，可以有两种情况发生:一种是进入物质后，能量几乎不被吸收;另一种是能量被全部或部分吸收，在后一种情况下，在吸收光的过程中，光能被转移给分子。
由上述理论可知，吸收本身是一种高度专一的现象，即一定结构的分子只吸收一定能量的辐射。
根据量子理论，分子从光波中吸收能量必定是以不连续的、整份单位的形式发生，这些不连续的微小能量单位被称为量子。
这也就是说频率为v 的单色光的能量必定是h v的整数倍。
能量与波长成反比。
波长越长，能量越小。
反之，波长越短，能量越大，所以紫外区光的能量比可见区的要大。
根据光的波动说和微粒说，吸收光谱是物质分子吸收了与其某一运动方式的能级变化能量相符的电磁波，使相应的运动方式的能级提高而产生的。
即光的吸收和发射是由于原子或分子中能量的改变。
每个分子具有一系列严格分立的能级。
处于基态的分子，当受到光的能量激发时，它可以吸收特征频率的能量而跃迁到较高的能级—激发态。
既然物质对光的吸收具有选择性，就可以缓慢地改变通过某一吸收物质的入射光的波长，并记录该物质在每一波长处的吸光度，然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这样得到的谱图称为该物质的吸收光谱或吸收曲线。
被物质所吸收
的光线处在紫外区或可见区内，获得的吸收光谱称为紫外或可见光吸收光谱。
从某
物质的吸收光谱可以看出它在不同的光谱区域内吸收能力的分布情况。
显然，某物质吸收光谱的形状是与他的内部结构紧密相关的。
因此，研究各种物质的吸收光谱，可以为研究它们的内部结构提供重要的信息。
根据价键轨道理论，分子是由原子核骨架和核外电子组成的整体。
组成分子的每一个原子的成键电子，属于整个分子所有。
这些价电子的运动状态决定着分子的性质。
分子的电子光谱最直接地反映了这些价电子的运动状态、能量变化及分子结构的情况。
分子中的价电子可以分为三类:形成单键的σ电子;形成重键( 双键或三键)的л电子;未共有电子的( 或称非键) n电子。
σ键和л键中的电子的运动各有不同形式的成键轨道，分别称为σ轨道和л轨道，每一个成键轨道的存在，必然伴随着一个相应的反键轨道。
分别用σ*和л*表示。
当分子吸收一定能量的辐射时，就发生相应的能级间的跃迁。
有机物在紫外一可见光区域内电子跃迁的方式一般有σ→σ*、n →σ*、л→л*和n→л*四种类型。
这些能级跃迁所需能量是(σ→σ* ) > (n →σ*) > (л→л*) >( n→л*) 。
如图1 。
通常将分子中电子跃迁的吸收谱带分为以下四类:
I . R吸收带它是由n→л*跃迁形成的吸收带，由于摩尔吸收系数很小，吸收
带较弱，易被强吸收带掩盖，并易受溶剂极性的影响而发生偏移。
2 . K吸收带它是由л→л*跃迁形成的吸收带，摩尔吸收系数最大可达10000，吸收谱带较强。
共扼烯烃和取代芳香族化合物可产生这种谱带。
3 . B吸收带它是芳香族化合物及杂芳香族化合物的特征谱带。
B吸收带容易反映出有机化合物的精细结构，但溶剂的极性、酸性、碱性等对精细结构的影响较大。
4 . E吸收带它是芳香族化合物的特征谱带之一，吸收强度大，摩尔吸收系数为2000-14000，吸收波长偏向紫外的低波长部分，有的则在真空紫外区。
大量实践证明，每种物质都有其特定的吸收光谱。
因此，如同根据指纹差异可以辨认众人一样，可根据吸收光谱的差异来鉴别各种物质，还可以根据每种物质吸收光谱曲线上某些特征波长处的透射率或吸光度的高低判别或测定该物质的浓〔或含量) 。
通常测量物质吸收光谱的手段是分光光度法，相应的仪器即为分光光度计仪器。
与其它光谱分析方法相比，分光光度计具有以下特点:1 、设备和操作都比较简单，费
用少，分析速度快:2 、灵敏度高;3 、选择性好:4 、精密度和准确度较高;5 、用途广泛。