原子吸收光谱仪基本原理

原子能量的吸收和发射
基态
外层 电子
吸收能量
h h 放出能量
激发态
原子吸收过程
阳光
太阳外层大气压
能量跃迁 E3 E2 E1
?3 ?2 ?1
?4
? 基态原子吸收共振线
Eo
?1
?2 ?3 ?4
吸收能量图
激发
E ? 离子化
量 能
a b cd
}E3
E2
激发态
E1
c
b
a Eo 基态
△E=Eq-Eo=h·v=h·c/λ
? ?这些线是由于太阳外层的大气吸收了太阳发射的光线所致
Kirchhoff 和 Bunsen的实验
灯源
透镜
透镜
将盐放在金属丝上 并放入火焰中
燃烧器
白色卡片
棱镜
暗线
吸收和发射
Fraunhofer 吸收线
Cu
Ba Na
K
发射线
190 nm
? 元素定性分析
900 nm
基态原子
Orbitals 中子 质子 电子
原子吸收技术能分析的元素
Leabharlann Baidu 原子吸收技术的应用
定量依据
比耳－朗伯定律（ Beer-Lambert ）
A = 吸光度
Io = 初始光强 It = 透过光的强度
a = 吸收系数 b = 样品在光路中的强度 c = 浓度
朗伯－比耳定律的适用条件
理论曲线
A = abc
吸 收 值
(ABS)
实际 A ? abc
火焰原子化分析曲线线性 较窄。
光的吸收定律（朗伯－比 耳定律）适用条件：１） 谱线纯；２）浓度稀。
原子吸收光谱仪基本课程
基本原理
光谱早期发现
太阳光
棱镜
?
?
? ? ? ? 1600年牛顿发现太阳光经过棱镜后分成了彩
色光带，他称其为光谱。
Fraunhofer 线
? ?1802年 Wollaston利用狭缝和‘棱镜，第一次发现太阳光谱中 的暗线，这是原子吸收光谱的最初观测。
? ? 1814年Fraunhofer在棱镜后放置了一个望远镜来观察太阳光谱， 对那些暗线作了粗略的测量，并列成谱图，暗线条数超过700条， 后来这些线称为 Fraunhofer线。
浓度
? 原子吸收的基本原理可用以下几点来说
明：
１、所有原子均可对光产生吸收；
２、被吸收光线的波长只与特定元素相关。如 样品中含镍、铅、铜等元素，如将该样品 置于 镍的特征波长中，那么只有镍原子才会对该特 征光线产生吸收 .
３、光程中该原子的数量越多，对其特征波长 的吸收就越大，与该原子的浓度成正比。
式中：
Eq ：激发态原子的能量； Eo ：基态原子的能量； h ：普朗克常数 V ：发射光的频率 C ：光速
λ ：发射光的波长
原子谱线轮廓
Pb 的能级跃迁图
电子能量跃迁
E4 E3 E2 E1
Eo 202.2 217.0 261.4 283.3
波长 / nm
定性依据
? 由于各元素的原子结构和外层电子的排布 不同，元素从基态跃迁至第一激发态或更 高能级态时吸收的能量不同，因而各元素 的共振吸收线具有不同的特征。