《仪器分析》第二章 光学分析法导论习题答案

第二章光学分析法导论
1. 已知1电子伏特=1. 602×10-19J，试计算下列辐射波长的频率（以兆赫为单位），波数（以cm-1为单位）及每个光子的能量（以电子伏特为单位）：（1）波长为900pm的单色X射线；（2）589.0nm的钠D线；（3）1
2.6µm的红外吸收峰；（4）波长为200cm的微波辐射。

解：已知1eV=1.602×10-19J, h=6.626×10-34J·s, c=3.0×108m·s-1
①λ=900pm的X射线
Hz，即3.333×1011MHz
cm-1
J
用eV表示，则eV
②589.0nm的钠D线
Hz，即5.093×108MHz
cm-1
J
用eV表示，则eV
③12.6µm的红外吸收峰
Hz，即2.381×107MHz
cm-1
J
用eV表示，则eV
④波长为200cm的微波辐射
Hz，即1.50×102MHz
cm-1
J
用eV表示，则eV
2. 一个体系包含三个能级，如果这三个能级的统计权重相同，体系在300K温度下达到平衡时，试计算在各能级上的相对分布（N i/N）．能级的相对能量如下。

（1） 0eV，0.001eV，0.02eV；（2） 0eV，0.01eV，0.2eV;
（3） 0eV，0.1eV, 2eV。

解：已知T=300K, k=1.380×10-23J·K-1=8.614×10-5eV·K-1,
kT=8.614×10-5×300=0.0258eV
①E0=0eV, E1=0.001eV, E2=0.02eV
②E0=0eV, E1=0.01eV, E2=0.2eV
③E0=0eV, E1=01eV, E2=2eV
3. 简述下列术语的含义
电磁辐射电磁波谱发射光谱吸收光谱荧光光谱原子光谱分子光谱
自发发射受激发射受激吸收电致发光光致发光化学发光热发光
电磁辐射――电磁辐射是一种以巨大速度通过空间传播的光量子流，它即有波动性，又具有粒子性．
电磁波谱――将电磁辐射按波长顺序排列，便得到电子波谱．电子波谱无确定的上下限，实际上它包括了波长或能量的无限范围．
发射光谱――原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱．
吸收光谱――物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱．
荧光光谱――在某些情形下，激发态原子或分子可能先通过无辐射跃迁过渡到较低激发态，然后再以辐射跃迁的形式过渡到基态，或者直接以辐射跃迁的形式过渡到基态。

通过这种方式获得的光谱，
称为荧光光谱．
原子光谱――由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱．
分子光谱――由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱．
自发发射――处于两个能级E i、E j(E i>E j)上的粒子浓度分别为N i、N j．当i能级上的一个粒子跃迁到j能级时，就自发发射一个能量为E i-E j的光子，这类跃迁称为自发发射．
受激发射――对于处于高能级i的粒子，如果有频率恰好等于(E i-E j)/h的光子接近它时，它受到这一外来光子的影响，而发射出一个与外来光子性质完全相同的光子，并跃迁到低能级j．这类跃迁
过程为受激发射．
受激吸收――频率为(E i-E j)/h的辐射照射时，粒子从能级j跃迁到能级i，使得辐射强度降低，这种现象称为受激吸收．
电致发光――电场引起的碰撞激发，是指被电场加速的带电粒子碰撞而受到激发，从而发射出电磁辐射．这一过程称为电致发光．
光致发光――电磁辐射吸收激发，是指吸收电磁辐射而引起的激发，从而发射出电磁辐射，这一过程称为光致发光．
化学发光――在一些特殊的化学反应体系中，有关分子吸收反应所释放的化学能而处于激发态，回到基态时产生光辐射。

这样获得的光谱称为化学发光光谱．
热发光――物体加热到一定温度也会发射出电磁辐射，称为热发光．
4. 什么是光谱分析法，它包括哪些主要方法？
答：当物质高温产生辐射或当辐射能与物质作用时，物质内部能级之间发生量子化的跃迁，并测量由此而产生的发射，吸收或散射辐射的波长和强度，进行定性或定量分析，这类方法就是光谱分析法．
光谱分析法主要有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光法、紫外－可见分光光度法、红外光谱法、分子荧光法、X射线荧光法等．
5. 辐射光子能量与波长的关系怎样，按光子能量从高到低有哪些辐射类型？
答：辐射光子能量与波长的关系为：E=hc/λ
按光子能量从高到低的顺序为：
γ射线，X射线，紫外，可见，红外，微波，无线电波
6. 电子光谱一般在什么波长区？振动光谱在什么波长区？转动光谱在什么波长区？
答：电子光谱——紫外、可见区（E e、Eυ、E r 均改变） 62~620nm
振动光谱——近红外区（E v及E r改变） 620~24.8µm
转动光谱——远红外、微波区（仅E r改变） >24.8µm
第三章紫外及可见吸收光谱法
1.已知某Fe(Ⅲ)络合物，其中铁浓度为0.5µg·mL-1，当吸收池厚度为lcm时，百分透光率为80%。

试计算：（1）溶液的吸光度；（2）该络合物的表观摩尔吸光系数；（3）溶液浓度增大一倍时的百分透光率；（4）使（3）的百分透光率保持为80%不变时吸收池的厚度。

解：已知b=1cm, T=80%, c=0.5µg·mL-1
则mol·L-1
(1)A= –lg T= –lg0.80=0.0969
(2)由A=εbc得到：
L·mol-1·cm-1
(3)c2=2c, A2=2A=0.1938
即–lg T2=0.1938, T2=0.640
(4)A3= –lg T3= –lg0.80=0.0969, c3=2c, 则A3=A, b3=b/2
cm
2.钢样中的钛和钒，可以同时用它们的过氧化氢络合物形式测定，1.000g钢样溶解，发色并稀释至50mL。

如果其中含1.00mg钛，则在400nm波长的吸光度为0.269；在460nm的吸光度为0.134。

在同样条件下，1.00mg钒在400nm波长的吸光度为0.057；在460nm为0.091。

表中各试样均重1.000g，最后稀释至50mL。

解：依条件，对钛(Ti)：,
对钒(V)：,
c=1mg/50mL，相当于1g钢样中有1mg钛或钒．
则根据吸光度的加和性，得到：
0.269c1 + 0.057c2=A400
0.134c1 + 0.091c2=A460
将实验数据代入该方程组，计算结果列于下表．
3.取2.00mL含2mol·L-1NH3的Cu2+溶液放入1.00cm的吸收池中。

测得在某一确定波长的吸光度为0.600。

然后取0.0100 mol·L-1 CuSO4溶液1.00mL添加到第一个吸收池中。

再测得的吸光度为0.800。

试指出第一
个溶液中Cu2+的浓度为多少？
解：已知A1=0.600, A2=0.800, b=1cm
依条件，有：A1=εbc x 即0.600=ε×1×c x
c x=0.00500mol·L-1
4.螫合物吸收峰波长为575nm，实验表明，当配位体的初始浓度超过Cu2+浓度20倍时，吸光度数值只取决于Cu2+浓度而与配位体浓度无关。

今有两种Cu2+和X浓度均己知的溶液，实验数据如下：
试求出的离解常数。

解：(1)A=εb[CuX2], A=0.675, c=3.10×10-5(CuX2)
(2)CuX2=Cu2+ + 2X-，c(Cu2+)=5.00×10-5mol·L-1，c(X-)=6.00×10-4 mol·L-1
[CuX2]=mol·L-1
[Cu2+]=(5.00－1.68)×10-5=3.32×10-5mol·L-1
[X-]=6.00×10-4－2×1.682×10-5=5.66×10-4 mol·L-1
K离解=
5.配制一组溶液，其中铁（II）的含量相同，各加入7.12⨯10-4mol·L-1亚铁溶液2.00mL，和不同体积的
-4-1邻菲罗啉溶液，稀释至25mL后，用1.00cm吸收池在510nm测得各溶液的吸光度如下：
（1）问亚铁-邻菲罗啉络合物的组成是怎样的？
（2）络合物的形成常数是多少？
解：(1)作A~c关系图．
当V L=6mL时对应的c L/c M值3:1，即络合物组成为FeL3．
(2)在V L=6mL时，离解度为
0.0278
mol·L-1
K形成=
或b=1cm, FeL3的摩尔吸光系数为：
mol·L-1
A=0.700时，
mol·L-1
此时[Fe2+]=mol·L-1
[L]=3[Fe2+]=0.42×10-5mol·L-1(或[L]=c L-3[FeL3])
于是K形成＝
6.若透光率读数误差 T=0.0040，计算下列各溶液的普通光度法浓度相对误差：
（1）T=0.204；（2）A=0.195；（3）A=0.280；（4）T=94.4%。

解：ΔT= 0.0040
(1)T=0.204
(2)A=0.195 T=0.638
(3)A=0.280 T=0.525
(4)T=94.4%=0.944
7.若采用高吸光度示差法，以T＝80 %的参比溶液调节满标度，题6中哪些溶液可用此法测定？试分别求出表现透光率T f及浓度相对误差，并与题6比较。

解：T s=0.80，(4)不能用示差光度法测定．
(1)T=0.204, T r=0.204/0.80=0.255
(2)T=0.638, T r=0.7975
(3)T=0.525, T r=0.656
与6题比较，利用示差法，提高了测定结果的准确度。

8.镉的某种络合物，它的摩尔吸光系数为 2.00⨯104 ,用于分析一组水溶液中镉的浓度，浓度范围为0.5⨯10-4mol·L-1~1.00⨯10-4mol·L-1，光度计配有1.00cm吸收池。

仪器透光率读数误差为0.004，这一误差与T的数值无关。

（1）测得的吸光度和透光率将在什么范围?
（2）对于Cd2+浓度为0.50⨯10-4mol·L-1和1.5⨯10-4mol·L-1的试液，由于仪器读Cd2+数误差而引起结果的相对误差是多少？
（3）如果（2）中的溶液稀释5倍后再测定，则结果的相对误差是多少?
（4）如果用Cd2+浓度为0.45⨯10-4mol·L-1溶液校正仪器达满刻度（T=100），以进行示差测定，则（2）中溶液由于仪器读数误差而引起结果的相对误差是多少？
解：ΔT= 0.0040, ε=2.00⨯104L·mol-1·cm-1, b=1cm
(1)A=εbc
A1=εbc1=2.00⨯104⨯1⨯0.5⨯10-4=1.00 T1=0.100
A2=εbc2=2.00⨯104⨯1⨯1⨯10-4=2.00 T2=0.010
即测得的吸光度范围为1.00~2.00，透光度范围为0.010~0.100．
(2)对于c=0.50⨯10-4mol·L-1，A1=1. 00, T1=0.10
对于c=1.50⨯10-4mol·L-1，A3=3.00 T3=0.0010
(3) 对于c1=0.10⨯10-4mol·L-1，A1=0.200, T1=0.631
对于c2=0.30⨯10-4mol·L-1，A2=0.600, T2=0.251
(4) c s=0.45⨯10-4mol·L-1, A=εbc=0.90, T s=0.126
T r1=0.10/0.126=0.794
T r2=0.0010/0.126=0.00794
9.有两种异构休，α-异构体的吸收峰在228nm(ε=14 000)，而β-异构体吸收峰在296nm(ε=11 000)。

试指出这两种异构体分别属于下面结构中的哪一种？
结构Ⅰ
结构Ⅱ
解：共轭体系，吸收峰向长波长方向移动，因此结构I为β-异构体，结构II为α-异构体．
10.已知丙酮的正己烷溶液的两个吸收峰138nm和279nm，分别属于n→π*和π→π*。

试计算n、π、π*轨道的能量差，分别以电子伏特（eV）和焦/摩尔（J·mol－1）为单位。

解：π→π*, λ1=138nm; n→π*, λ2=279nm；1eV=1. 602×10-19J
(1) π→π*能量差
J
以J·mol-1表示，为Nhc/λ1=8.69×105J·mol-1
以eV表示，为eV
(2) n→π*能量差
J
以J·mol-1表示，为Nhc/λ2=4.29×105J·mol-1
以eV表示，为4.44eV
(3) n→π能量差
E3=E1-E2＝8.99-4.44=4.55eV(7.12×10-19J)
即4.40×105J·mol-1
11.假定滴定反应为A＋B→C。

B是滴定剂，根据下述条件，给出表示分光光度滴定过程的曲线图，（1）A和C是无色物质，B是吸光物质；（2）A和B是吸光物质，C是无色物质；（3）A是吸光物质，B和C是无色物质（分光光度滴定曲线：以吸光度为纵坐标，以滴定剂体积为横标作图）。

解：
12.试说明和比较下列术语
复合光和单色光单色器和色散元件棱镜dθ/dλ dθ/d n d n / dλ
荧光激发光谱和荧光发射光谱辐射跃迁和非辐射跃迁红移和紫移
复合光和单色光一束具有多种波长的光称为复合光，具有单一波长的光称为单色光．
单色器和色散元件单色器是一种能将辐射分解成它的各成分波长，并能从中分出任一所需部分的仪器部件。

单色器有一个棱镜或光栅色散元件。

棱镜dθ/dλ指棱镜的角色散率，是指两条波长相差dλ的光线被棱镜色散后所分开的角度dθ。

dθ/d n――表示作为棱镜材料折射率函数的θ的变化。

d n / dλ――表示折射率随波长的变化。

荧光激发光谱和荧光发射光谱改变激发光波长，在荧光最强的波长处测量荧光强度的变化，作激发光波长与荧光强度的关系曲线，可得到激发光谱，激发光谱实质上就是荧光物质的吸收光谱。

保持激发光波长和强度不变，测量不同波长处荧光强度的分布，作荧光波长与荧光强度的关系曲线，可得到荧光光谱或称发射光谱。

辐射跃迁和非辐射跃迁一个分子的电子能态的激发包含了电子从基态跃迁到激发态的任一振动能态，处在激发态的分子是不稳定的，在返回低能级的过程中产生辐射，称为辐射跃迁，不产生辐射，则称为非辐射跃迁．
红移和紫移在分子中引入的一些基团或受到其它外界因素影响，吸收峰向长波方向(红移)或短波方向(蓝移)移动的现象。

13.试举例说明生色团和助色团。

答：分子中含有非键或π键的电子体系，能吸收外来辐射时并引起π–π*和n–π*跃迁，可产生此类跃迁或吸收的结构单元，称为生色团。

主要的生色团有–C=O、–N=N–、–N=O等。

含有孤对电子(非键电子对)，可使生色团吸收峰向长波方向移动并提高吸收强度的一些官能团，称之为助色团，如–OH、–OR、–NHR、–SH、–Cl、–Br、–I等。

14.试比较双光束和双波长分光光度法在仪器结构上有何不同，双波长分光光度法的原理是什么？答：(1) 双光束分光光度计，在单色器的后面放置一切光器，将光分为两路强度相同的两部分，分别通过参比和样品溶液测定。

双波长分光光度计，将同一光源发出的辐射通过两个单独调节的单色器，产生两条不同波长的光，分别进行测定。

(2)由于双波长分光光度计采用统一光源，调节仪器使两波长处光强度相等，则两波长处吸光度之差为ΔA= Aλ2–Aλ1 = (ελ2–ελ1)bc
即输出信号ΔA浓度c成正比．消除了参比溶液和样品溶液组成不同带来的误差。

15.与紫外分光光度计比较，荧光分光光度计有何不同。

答：光源：激发光源强度比吸收测量中的光源强度大。

单色器：两个单色器，激发单色器和发射单色器。

检测器：荧光强度很弱，检测器有较高的灵敏度。

试样池：荧光分析中要求用石英材料。

由于荧光强度与透过光强度相比小得多，在测量荧光时必须严格消除透过光的影响，在测量荧光计的仪器中，是在与入射光和透过光垂直的方向上来测量荧光。

（荧光光度计有两个单色器，且入射光路与检测系统的光路垂直。

）
第四章红外分光光光度法
1．CO的红外光谱在2 170cm-1处有一振动吸收峰．问
（1）CO键的力常数是多少？
（2）14CO的对应峰应在多少波数处发生吸收？
解：碳原子的质量g
氧原子的质量g
(1)σ=2071cm-1
=18.6×105 dyn·cm-1=18.6N·cm-1(厘米克秒制)
(2)14CO g
cm-1
或σ=2080cm-1
2．已知C―H键的力常数为5N/cm，试计算C―H键伸展振动的吸收峰在何波数？若将氘（D）置换H，C―D键的振动吸收峰为多少波数．
解：C-H键：k=5N·cm-1=5.0×105dyn·cm-1
碳原子的质量：m C=2.0×10-23g,
氢原子的质量：g
氘原子的质量：g
依得
cm-1
cm-1
3．指出以下振动在红外光谱中是活性的还是非活性的
分子振动
（1）CH3一CH3 C―C伸缩振动
（2）CH3一CC13C―C伸缩振动
（3）SO2对称伸缩振动
（4）CH2=CH2C―H伸缩振动
（5）CH2=CH2C―H伸缩振动
（6）CH2=CH2 CH2摆动
（7）CH2=CH2 CH2扭曲振动
解：非红外活性：(1), (5), (7)
红外活性：(2), (4), (6), (8)
4．下面三个图形（图4-20）分别为二甲苯的三种异构体的红外光谱图。

请说明各个图形分别属于何种异构体（邻、间、对位）？并指明图中主要吸收峰的来源。

解：分别为间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯
主要吸收峰来源：苯环骨架振动，1700cm-1~2000cm-1
C-H面外弯曲振动，650~900cm-1
5．有一种苯的氯化物在900~660cm-1区域没有吸收峰，它的可能结构是什么？
答：C6Cl6 (六六六)
6．图4-21是由组成为C3H6O的纯液体获得的红外谱图，试推断这种化合物的结构。

答：丙酮
7．下面两个化合物的红外光谱有何不同？
（a） (b)
答：红外光谱不同点：
(a)3300cm-1，N-H伸缩振动（宽且强），CH2-伸缩振动峰，
苯环骨架振动峰(1600cm-1附近)，一取代指纹峰(770~730, 710~690cm-1)
(b)1680cm-1, C=O强伸缩振动峰，甲基的伸缩振动峰(2928cm-1)
8．某化合物分子式为C5H8O，有下面的红外吸收带：3 020 ，2 900，1 690和1 620 cm-1；在紫外区，它的吸收峰在227nm处（ε=104）。

试提出一个结构，并说明它是否是唯一可能的结构。

答：，否．
9. 下面两个化合物中哪一个νC=O吸收带出现在较高频率，为什么？
(a)(b)
答：(a)化合物的羰基吸收带出现在较高频率．
N原子提供孤对电子，与苯环、C=O形成大π键，中介效应．
10. 举例说明分子的基本振动形式。

答：
CO2和H2O的振动模式
11. 试说明产生红外吸收的条件是什么?
答：(1)必要条件：振动或转动时会引起偶极矩净变化的分子．
(2)辐射的频率与分子的固有振动频率相匹配．
12. 试说明什么是基团频率和“指纹区”？各有什么特点和作用？
答：组成分子的各种原子基团都有自己的特征红外吸收的频率范围和吸收峰，称这些能用于鉴定原子基团存在并有较高强度的吸收峰为特征峰，其相应的频率称为特征频率或基团频率。

“指纹区”：在1300 cm-1～600 cm-1（7.7μm~16.7μm）范围的光谱区，分子构型和结构的微小差别，都可引起吸收峰分布的明显改变。

这一区域内的光谱对于分子来说就好像“指纹”对人一样，具有各自独特的特征。

基团频率：有一定的范围，吸收峰较强，用于鉴定原子基团的存在．
指纹区：分子构型和结构的微小差别，会引起吸收峰分布的明显改变，可用于区分化合物的精细结构．
13. 什么是拉曼散射，Stokes线和反Stokes线。

答：一束单色光作用于透明介质时，在透射和反射方向以外出现的光称为散射光。

当散射的粒子为分子大小时，发生与入射光频率相同的瑞利（Rayleigh）散射光，另外在其两侧对称分布有强度较弱的频率不同于入射光的散射光，称之为拉曼（Raman）光。

这种现象称为拉曼散射．其中频率较低的称为斯托克斯（Stokes）线，频率较高的称为反斯托克斯线 (anti-Stokes)。

14. 下述分子的振动各具有什么活性（红外、拉曼、或两者均有）
（1）O2的对称伸缩振动；（2）CO2的不对称伸缩振动；
（3）H2O的弯曲振动；（4）C2H4的弯曲振动。

答：红外活性拉曼活性备注
(1)O2的对称伸缩振动非是
(2)CO2的不对称伸缩振动是非
(3)H2O的弯曲振动是是
(4)C2H4的扭曲(或弯曲)振动非非
第五章原子发射光谱分析法
1．从棱镜摄谱仪摄取的光谱上获得下面的数据，从参考点至波长为324.754nm、 326.233nm和327.396nm的谱线的距离依次为0.50,6.42和11.00mm，参考点至未知谱线的距离为8.51mm，求未知谱线的波长。

解：
：
已知，于是
nm
2．一台光谱仪配有6cm的光栅，光栅刻线数为每厘米6 250条，当用其第一级光谱时，理论分辨率是多少？理论上需要第几级光谱才能将铁的双线309.990nm和309.997nm 分辨开？
解：分辨率R=λdλ=Nm
(1)m=1, R=6×6250=37500
(2)
因此，理论上需二级光谱才能将铁的双线分开．
3
（1）在1g ～1g 坐标图上作一校正曲线；
（2）由校正曲线估计溶液A 、B 和C 的铅浓度。

解：(1)下图为R ~c 的关系图
(2)依条
件，lg R A =0.246, lg R B =0.133, lg R C =0.0570
于是得到c A =0.237 mg·mL -1, c B =0.324 mg·mL -1, c C =0.401mg·mL -1
4．某一含铅的锡合金试样用电弧光源激发时，摄谱仪的狭缝前放置一旋转阶梯扇板，扇板的每一阶梯所张的角度之比为1:2:4:8:16:32。

光谱底片经显影定影干燥后，用测微光度计测量一适当锡谱线的每一阶梯的黑度，由各阶梯所得i 0/i 值为1.05，1.66，4.68，13.18，37.15和52.5。

绘制感光板的乳剂特性曲线，求出反衬度值。

中间四点线性非常好，其回归方程为：S =1.5lg T –0.23, R 2=1 所以反衬度为γ=1.5
5．几个锡合金标准样品中的铅含量已由化学分析法测得，将这些锡合金做成电极，拍摄它们的光谱。

利用题4的结果，以铅百分浓度的对数为横坐标，以lg（I Pb/I Sn）为纵坐标绘制工作曲线。

一个未知的锡合金试样用标准试样相同的方法处理。

从底片上测得276.1nm锡线的黑度为0.920，而283.3nm铅线的黑度为0.669，问未知试样中铅的百分含量为多少？
解：
以ΔS对lgPb%作最小二乘法线性回归分析，得到
S Sn–S Pb= –1.8737 lgPb% –0.3784, R2=1
样品ΔS=S Sn–S Pb =0.251, 依回归方程计算得到样品中Pb的含量为Pb%=0.460
（注：lg(I Pb/I Sn)=lg(I Pb/I o·I o I Sn)=S Sn–S Pb=ΔS）
6．已知Zn I 213.856 nm及Zn I 307.590 nm。

其激发能分别为5.77 eV和4.03 eV，自发发射跃迁几率分别为6 108 s-1，激发态与基态统计权重的比值（g i／g0）均为3，试计算并讨论：
（1）T＝5 000 K时，二激发态的原子密度（N1及N2）与基态原子密度（N0）的比值；
（2）T＝2 500K，5 000K及10 000 K时，该二谱线强度比（I1/I2）；
（3）根据这个计算能得到什么结论？
解：玻尔兹曼公式为：，
(1)T=5000K
T=10000K, N1/N0=0.0037, N1/N2=0.028
通常情况下，等离子体中基态粒子数N0是该种离子总数的绝大部分．
(2) I ij = A ij N i hv ij = A ij N i hc/λij, N i=N i/N0×N0, A1=A2=6×108s
(ⅰ)T=2500K
(ⅱ) T=5000K
或利用(1)的结果：
(ⅲ) T=10000K
(3)通常激发温度下，基态原子数占绝大部分；
在激发温度恒定时，处于低能态的原子数大于高能态的原子数；
随温度增加，I1/I2增大，N/N0也增大．
7．解释下列名词
电极温度电弧温度灵敏线最后线共振线第一共振线
自吸自蚀分析线内标线均称线对黑度
黑度换值反衬度惰延量展度雾翳黑度
答：电极温度――即蒸发温度
电弧温度――即激发温度
灵敏线――元素的灵敏线一般是指强度较大的谱线，通常具有较低的激发电位和较大的跃迁几率。

最后线――由于谱线的强度与样品中元素的浓度有关，因而当元素浓度逐渐减小时，谱线数目相应减少，最后消失的谱线，称为最后线，最后线一般就是最灵敏的谱线。

共振线――由任何激发态跃迁到基态的谱线称为共振线．
第一共振线――而相应于最低激发态与基态之间跃迁产生的辐射称为第一共振线。

自吸――大多数光源的中心部分的温度较高，外层的温度较低，中心部分原子所发射的谱线，会被外层处于基态的同类原子所吸收，结果谱线强度减弱。

这种现象称为谱线的自吸收。

自蚀――原子浓度增加有自吸发生时，谱线中心较强处的吸收比边缘部分更显著，这是因为吸收线的宽度比发射线小的缘故，吸收严重时中心的辐射有可能完全被吸收。

这是自吸的极端情况，称自蚀。

分析线――在分析元素的谱线中选一根谱线，称为分析线．
内标线――从内标元素的谱线中选一条谱线称为内标线，这两条谱线组成分析线对。

均称线对――分析线和内标线组成分析线对。

激发电位和电离电位相等的分析线对称为均称线对．黑度――谱线变黑的程度简称为黑度，黑度用S表示。

谱线的黑度用测微光度计测量，是利用还原银愈多愈不透明的光学性质而测量的。

黑度换值――采用与黑度有关的其他黑度换值代替黑度，使乳剂特性曲线的直线部分向下延长，以扩大曲线的便于利用的直线范围。

反衬度――乳剂特性曲线正常曝光部分，S =γ（lg H–lg H i）= γ lg H–i，式中i为常数项，γ＝tgα是乳剂特性曲线中间直线部分的斜率，表示当曝光量改变时黑度变化的快慢，称为感光板的反衬度．惰延量――1g H i为直线部分延长线在横轴上的截距；H i称为感光板的惰延量，惰延量的倒数决定了感光板的灵敏度．
展度――乳剂特性曲线所在横轴上的投影b称为感光板的展度，它决定了在定量分析时用这种感光板能分析含量的线性范围的大小．
雾翳黑度――乳剂特性曲线曲线下部与纵轴相交的黑度S0，称为雾翳黑度。

8.光谱分析仪由哪几部分组成，各部分的主要功能是什么？
解：光谱分析仪由光源、分光仪和检测器三部分组成．
光源――提供能量，使物质蒸发和激发．(要求：具有高的灵敏度和好的稳定性)
分光仪――把复合光分解为单色光，即起分光作用．
检测器――进行光谱信号检测，常用检测方法有摄谱法和光电法．摄谱法是用感光板记录光谱信号，光电法是用光电倍增管等元件检测光信号．
9.常用光源有哪几种，它们各有什么特点，在实际工作中应怎样正确选择。

答：火焰、直流电弧、交流电弧、高压电容火花、电感耦合等离子体炬光源.
火焰：最简单的激发光源，至今仍被广泛用于激发电位较低的元素．
直流电弧光源特点：
(1)阳极斑点，使电极头温度高，有利于试样蒸发，龙适用于难挥发元素；
(2)阴极层效应增强微量元素的谱线强度，提高测定灵敏度；
(3)弧焰温度较低，激发能力较差，不利于激发电离电位高的元素；
(4)弧光游移不定，分析结果的再现性差；
(5)弧层较厚，容易产生自吸现象，不适合于高含量定量分析．
直流电弧主要用于矿物和纯物质中痕量杂质的定性、定量分析，不宜用于高含量定量分析和金属、合金分析．
交流电弧光源特点：
(1)弧焰温度比直流电弧稍高，有利于元素的激发；
(2)电极头温度比直流电弧低，不利于难挥发元素的蒸发；
(3)电弧放电稳定，分析结果再现性好；
(4)弧层稍厚，也易产生自吸现象．
交流电弧光源适用于金属、合金定性、定量分析．
高压电容火花光源特点：
(1)电极瞬间温度很高，激发能量大，可激发电离电位高的元素；
(2)电极头温度低，不利于元素的蒸发；
(3)稳定性好，再现性好；
(4)自吸现象小，适用于高含量元素分析．
电火花光源适用于低熔点金属、合金的分析，高含量元素的分析，难激发元素的分析．
电等离子体源（ICP）的优点：
(1)检出限低，可达10-3~10-4µg·g-1；
(2)精密度高，可达≤1%；
(3)基体和第三元素影响小，准确度高；
(4)工作曲线线性范围宽，可达4~5个数量级；
(5)光谱背景一般较小，多元素同时测定．
电感耦合等离子体焰光源(ICP)是原子发射光谱分析理想的激发光源．ICP原子发射光谱分析(ICP-AES)的应用十分广泛，并已成为当今环境科学、材料科学及生命科学等重要领域中各种材料的元素分析的有效方法之一．另外，ICP与其他分析技术的联用也引人注目．比如，ICP为原子化器与原子吸收、原子荧光分析联用(ICP-AAS或ICP-AFS)，ICP为离子源与质谱联用(ICP-MS)和ICP-AES为检测器与色谱(气相、液相)联用等．是分析液体试样的最佳光源。

必须针对所分析对象的性质和分析任务的要求，考虑如下几个方面：
①分析元素的性质首先要考虑待分析元素的挥发性及它们的电离电位大小。

对易挥发易电离的元素，如碱金属可以采用火焰光源。

对难挥发元素可考虑采用直流电弧光源。

对一些难激发的元素，可考虑采用火花光源。

以利于这些元素的测定。

②分析元素的含量低含量元素需有较高的绝对灵敏度，而绝对灵敏度大小决定于激发温度和被测元素进入分析间隙的量，应采用电弧光源。

而对高含量的元素，要求测定准确度较高，可采用火花光源。

③试样的形状及性质对块状金属合金，火花和电弧光源均适合，而对一些导电性差的粉末类样品，则常采用电弧光源。

④光谱定性还是定量分析定性分析要求灵敏度高，常采用直流电弧。

而定量分析要求准确度高一些，常使用稳定性较好的火花光源和交流电弧，但当测定极痕量元素时，常采用灵敏度较高的直流电弧。

选择光源时要考虑一系列问题，有时这些问题是矛盾的，但是只要抓住主要矛盾，从蒸发温度、激发温度和放电稳定性三方面综合考虑，就能得到较理想的效果。

10.实际测得钠原子的第一共振线波长588.994nm和589.593nm，求钠原子该两条谱线对应的共振电位是多少？
解：
以eV表示，为。