光学分析法的分类光谱法：以光的波长与强度为特征信号的仪器分析方法非光谱法：以光辐射的某些性质变化特征信号的仪器分
析方法吸收光谱法、发射光谱法、散射光谱法折射法、旋光法、圆二色法、比浊法、衍射法光谱法与非光谱法的区别：
?光谱法：内部能级发生变化原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁分子吸收/发射光谱法：分
子外层电子能级跃迁?非光谱法：内部能级不发生变化，仅测定电磁辐射性质改变光学分析法的分类光分析法光谱分析法非光谱分析法
原子光谱分析法分子光谱分析法折射法圆二色性法X射线衍射法干涉法旋光法原子吸收
光谱原子发射光谱原子荧光光谱X射线荧光光谱紫外光谱法红外光谱法分子
荧光光谱法分子磷光光谱法核磁共振波谱法光学分析法的分类光谱分析法吸收光谱法发射光谱法
原子光谱法分子光谱法原子发射原子吸收原子荧光X射线荧光原子吸收紫外可见红
外可见核磁共振紫外可见红外可见分子荧光分子磷光核磁共振化学发光原子
发射原子荧光分子荧光分子磷光X射线荧光化学发光光谱分析法的分类散射光谱法光谱：
把测得的发射或吸收强度对电磁辐射的波长或频率作图，得到光谱。光谱孤立的原子、离子或分子的能级是特征的；由特征光谱可做试样
组分的定性分析，由发射或吸收强度可以进行定量分析。E2E0E1E3h?i波长半宽度10-2~10-5原子吸收光谱
原子发射光谱原子光谱原子光谱是由原子外层或内层电子能级的变化产生的。原子光谱是由一条条彼此分立的谱线组成的线状光谱。原子
光谱分为原子发射光谱和原子吸收光谱。原子光谱原子光谱的波长主要分布在紫外及可见光谱区,仅少数落在近红外区。原子光谱可以确定试
样物质的元素组成和含量，但不能给出物质分子结构的信息。属于这类分析方法的有原子发射光谱法（AES）、原子吸收光谱法（AAS），原
子荧光光谱法（AFS）以及X射线荧光光谱法（XFS）等。分子光谱分子的运动：包括价电子的运动、分子内原子相对于平衡位置的振动和
分子绕其质心的转动。相应的能级：电子能级Ee、振动能级Ev、转动能级Er分子光谱ΔE分子=ΔEe+ΔEv+ΔE
rΔEe：约为1～20eVΔEv：约为0.05～1eVΔEr：小于0.05eVΔEe>ΔEv>ΔEr(
1)吸收：物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级；(2)发射：将吸收的能量以光的形式释放出；(3)散射：
光通过不均匀介质时部分光偏离原方向传播的现象。丁铎尔散射和分子散射；(4)折射：折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)
反射：光通过具有不同折射率的两种介质的界面时会产生反射。(6)干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动
减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，此现象叫干涉。(7)衍射：光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8)偏振：只
在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光由于入射光子同介质分子通过非弹性碰撞把一部分能量给予介质处于基态振动能级的分子，使其激
发到较高的振动-转动能级．而光子的能量降低，频率减小，则散射光的频率小于入射光斯托克斯散射．如果介质的分子原来处于振动-转动的
激发态，与光子碰撞时，分子把能量给予光子，分子回到基态而光子的频率增大反斯托克斯散射．拉曼散射在散射现象中，占总强度
约1%散射光与普通的散射不同，它的频率发生了改变．其频率低于或高于原来的入射频率，这种散射称为拉曼散射．频率为?o的单色光照
射到透明物质上，物质分子会发生散射现象。如果这种散射是光子与物质分子发生能量交换的，即不仅光子的运动方向发生变化，它的能量也发生变
化，则称为Ranmn散射。根据能量高低，电磁波谱又可分为三个区域。（1）高能辐射区包括r射线区和X射线
区。高能辐射的粒子性比较突出。中能辐射区包括紫外区、可见光区和红外区，又称光学光谱区。低能辐射区包括微波区和射
频区，又称波谱区。（1）能源（电磁辐射：?射线～无线电波）提供能量（辐射
能-跃迁：电子跃迁-紫外，振动跃迁-红外，转动跃迁-微波）；（2）能量与被测物之间的相互作用（发射、吸收、反射、折射、散射、干涉
、衍射等）；（3）产生信号（辐射信号）。光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发
射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法.非光谱法是基于物质与辐射相互作用时，测量辐射的某些性质，如折射、散射、干涉、衍射、
偏振等变化的分析方法。非光谱法不涉及物质内部能级的跃迁，电磁辐射只改变了传播方向、速度或某些物理性质。
测量试样发射或吸收的辐射，就能获得有关它们能级的信息线光谱由一系列有确定峰位的锐线组成，它是激发单个气态原子所产生的
．所有元素的原子，其价电子跃迁所引起的能量变化一般在2~20eV之间，所以原子光谱的波长多分布在紫外及可见光谱区．
分子跃迁时，分子中总的内能变化为电子能级跃迁所需能量最大，振动能级跃迁所需能量次之，分子转动能级跃迁所需能量最小。一个分
子的总内能变化可以看作是上述三个能量变化的总和。电子能级跃迁所需能量最大，振动能级跃迁所需能量次之，分子转动能级跃迁所需
能量最小。一个分子的总内能变化可以看作是上述三个能量变化的总和。光谱仪器通常包括五个基本单元：光源；单色器；样品；检
测器；显示与数据处理；发射光谱仪：光源的作用是提供足够的能量使试样蒸发、原子化、激发，产生光谱吸收光谱仪：由光源发射的待
测元素的锐线光束（共振线），通过原子化器，被原子化器中的基态原子吸收，再射入单色器中进行分光后，被检测器接收，即可测得其吸收信号。
荧光光谱仪：由光源发出的光，经过第一单色器（激发光单色器）后，得到所需的激发光。通过样品池，由于一部分光线被荧光物质所吸收，
荧光物质被激发后，将向四面八方发射荧光，为了消除入射光和散射光的影响，荧光的测量应在与激发光成直角方向进行，第二单色器为荧光单色器
，主要是消除溶液中可能共存的其它光线的干扰，以获得所需的荧光，荧光作用于检测器上，得到相应的电信号。
光谱分析中，光源必须具有足够的输出功率和稳定性。由于光源辐射功率的波动与电源功率的变化成指数关系，
因此往往需用稳压电源以保证稳定，或者用参比光束的方法来减少光源输出对测定所产生的影响。依据方法不同，采用不同的光源：火焰、灯、激
光、电火花、电弧等；发射光谱:电弧、火花、等离子体光源光学分析法导论电磁辐射及其与物质的相互作用光谱分析法
光谱分析仪器光谱分析法进展简介教学要求了解光与物质的相互作用特点及其与光学分析法的关系；了解光学分析法的基本分类，掌握光
学分析法的基本特征；掌握光学分析仪器的基本构成单元及其作用。什么是光学分析法光学分析法是根据物质发射的电磁辐射或电磁辐射
与物质相互作用而建立起来的一类分析化学方法。电磁辐射—以巨大速度通过空间而不需要任何物质作为传播媒介的光(量)子流。磁场
传播方向电场y=Asin(?t+?)=Asin(2?vt+?)电磁辐射的波粒二相性散射折射反
射衍射干涉偏振波长—?cm、μm、nm频率—υHz
sec-1波数—σcm-1传播速度—?cm/sec1.波动性—
表现在传播过程中电磁辐射的波粒二相性光电效应发射吸收黑体辐射2.粒子性—高速运动的粒子流电磁辐射看作是不连续的
能量微粒，称为光子．E--光子的能量J,焦耳3.普朗克公式—将波动性和粒子性联系起来E--光子的能量
J,焦耳υ---光子的频率Hz,赫兹?---光子的波长cmC---光速
2.9979?1010cm.s-1h---Planch常数6.6256?10-34J.s焦耳.秒电
磁辐射的波粒二相性电磁辐射与物质的相互作用吸收发射散射折射反射干涉衍射偏振基态激发态?
Eh?=?E吸收辐射发射
第二激发态
第一激发态?h?=△E?
三重态振动能级
基态
?斯托克斯散射瑞利散射反斯托克斯散射
电磁辐射与物质的相互作用散射：电磁辐射与物质相互作用时一部分光辐射改变原来的方向，向各个方向传播。将电磁辐射按波长
顺序排列，便得到电磁波谱．光分析法电磁辐射范围：?射线到无线电波的所有电磁波谱范围，而不只局限于光学光谱区。电磁波谱
??射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm
0.1cm10cm103cm105cm可见光波谱区?-射线波长5
~140pm跃迁类型核能级X-射线远紫外光10-3~10nm10~200nm原子内层电子莫斯鲍尔光谱法:?-射线
?原子核??-射线吸收X-射线吸收光谱法:X-射线/放射源?原子内层电子（n>10)?X-射线吸收X-荧光光谱法:
X-射线?原子内层电子?特征X-射线发射远紫外光----真空紫外区。此部分光谱会被空气吸收原子光谱：原子发
射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱分子光谱：紫外-可见吸收光谱、分子荧光/磷光光谱、化学发光近紫外光可见光200~400n
m400~750nm原子外层电子/分子成键电子电磁波谱与仪器分析方法波谱区近红外光中红外光波长0.75~2.5?m
2.5~50?m跃迁类型分子振动远红外光微波射频50~1990?m0.1~100cm1~100m分子转动电
子、核自旋近红外光谱区:配位化学的研究对象红外吸收光谱法:红外光?分子?吸收远红外光谱区电子自旋共振波谱法:微波?分子未成
对电子?吸收核磁共振波谱法:射频?原子核自旋?吸收电磁波谱与仪器分析方法（1）能源提供能量，（2）能量与被测物质相互作用，
（3）产生被检测的讯号．光分析法的三个基本过程基本特点：（1）所有光分析法均包含三个基本过程；（2）选择性测量，不涉及
混合物分离；（3）涉及大量光学元器件。(1)吸收：物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级；(2)发射：将
吸收的能量以光的形式释放出；(3)散射：光通过不均匀介质时部分光偏离原方向传播的现象。丁铎尔散射和分子散射；(4)折射：折
射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)反射：光通过具有不同折射率的两种介质的界面时会产生反射。(6)干涉：频率相同的两列
波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，此现象叫干涉。(7)衍射：光绕过物体而
弯曲地向他后面传播的现象；(8)偏振：只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光由于入射光子同介质分子通过非弹性碰撞把一部
分能量给予介质处于基态振动能级的分子，使其激发到较高的振动-转动能级．而光子的能量降低，频率减小，则散射光的频率小于入射光斯托
克斯散射．如果介质的分子原来处于振动-转动的激发态，与光子碰撞时，分子把能量给予光子，分子回到基态而光子的频率增大反斯托克斯散射
．拉曼散射在散射现象中，占总强度约1%散射光与普通的散射不同，它的频率发生了改变．其频率低于或高于原来的入射频率，这种
散射称为拉曼散射．频率为?o的单色光照射到透明物质上，物质分子会发生散射现象。如果这种散射是光子与物质分子发生能量交换的，即
不仅光子的运动方向发生变化，它的能量也发生变化，则称为Ranmn散射。根据能量高低，电磁波谱又可分为三个区域。（1）高
能辐射区包括r射线区和X射线区。高能辐射的粒子性比较突出。中能辐射区包括紫外区、可见光区和红外区，又称光
学光谱区。低能辐射区包括微波区和射频区，又称波谱区。（1）能源（
电磁辐射：?射线～无线电波）提供能量（辐射能-跃迁：电子跃迁-紫外，振动跃迁-红外，转动跃迁-微波）；（2）能量与被测物之间的
相互作用（发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等）；（3）产生信号（辐射信号）。光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由
物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法.非光谱法是基于物质与辐射相互作用时，测
量辐射的某些性质，如折射、散射、干涉、衍射、偏振等变化的分析方法。非光谱法不涉及物质内部能级的跃迁，电磁辐射
只改变了传播方向、速度或某些物理性质。测量试样发射或吸收的辐射，就能获得有关它们能级的信息线光谱由一系列有确定
峰位的锐线组成，它是激发单个气态原子所产生的．所有元素的原子，其价电子跃迁所引起的能量变化一般在2~20eV之间，所以原子光
谱的波长多分布在紫外及可见光谱区．分子跃迁时，分子中总的内能变化为电子能级跃迁所需能量最大，振动能级跃迁所需能量
次之，分子转动能级跃迁所需能量最小。一个分子的总内能变化可以看作是上述三个能量变化的总和。电子能级跃迁所需能量最大，振
动能级跃迁所需能量次之，分子转动能级跃迁所需能量最小。一个分子的总内能变化可以看作是上述三个能量变化的总和。光谱仪器通
常包括五个基本单元：光源；单色器；样品；检测器；显示与数据处理；发射光谱仪：光源的作用是提供足够的能量使试样蒸发、原子化、激
发，产生光谱吸收光谱仪：由光源发射的待测元素的锐线光束（共振线），通过原子化器，被原子化器中的基态原子吸收，再射入单色器中进行分光后，被检测器接收，即可测得其吸收信号。荧光光谱仪：由光源发出的光，经过第一单色器（激发光单色器）后，得到所需的激发光。通过样品池，由于一部分光线被荧光物质所吸收，荧光物质被激发后，将向四面八方发射荧光，为了消除入射光和散射光的影响，荧光的测量应在与激发光成直角方向进行，第二单色器为荧光单色器，主要是消除溶液中可能共存的其它光线的干扰，以获得所需的荧光，荧光作用于检测器上，得到相应的电信号。光谱分析中，光源必须具有足够的输出功率和稳定性。由于光源辐射功率的波动与电源功率的变化成指数关系，因此往往需用稳压电源以保证稳定，或者用参比光束的方法来减少光源输出对测定所产生的影响。依据方法不同，采用不同的光源：火焰、灯、激光、电火花、电弧等；发射光谱:电弧、火花、等离子体光源 |
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