光学分析法导课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,光学分析法导,*,*,光学分析法导,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,仪 器 分 析,陈少永,2024/9/10,1,光学分析法导,光学分析法导论,2024/9/10,2,光学分析法导,光学分析,（,optical analysis,）：,依据物质与电磁辐射相互作用后,产生的,辐射信号或发生的变化,而建,立的分析方法。,概,念,2024/9/10,3,光学分析法导,1 电磁辐射的性质,电磁辐射：电磁辐射是高速通过空间传,播能量的电磁波。,电磁辐射包括从,射线到无线电波的所,有电磁波谱范围。,2024/9/10,4,光学分析法导,1.1,波动性和微粒性,电磁辐射具有波粒二象性，即波动性和微粒性。,波动性：,光的折射、衍射、偏振和,干涉等；,微粒性：,光电效应。,2024/9/10,5,光学分析法导,每个光量子的能量(,E,L,),与其频率(,),及波长(,),之间的关系为:,E,L,= h = hc/ = hc,h,为普朗克常数，其值6.626,10,-34,Js；c,为光速，其值约为310,10,cm/s；,为波数，其单位为,cm,-1,；,为波长，其单位为,nm。,波长越短，光子的能量越大,。,2024/9/10,6,光学分析法导,1.2,电磁波谱,(,electromagnetic spectrum),电磁波按照波长或频率顺序排列所,绘成的图表，称为电磁波谱。,P202,2024/9/10,7,光学分析法导,2 光与物质的作用,光与物质相互作用的方式有吸收、发射、散射、反射、折射、干涉、衍射、偏振等。,2024/9/10,8,光学分析法导,3.1,非光谱法,3 光学分析法的分类,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。,概,念,2024/9/10,9,光学分析法导,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。,属于这类分析方法的有折射法、偏振法、光散射法、干涉法、衍射法、旋光法和圆二向色性法等。,2024/9/10,10,光学分析法导,3.2,光谱法,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、吸收光谱的波长和强度进行分析的方法。,概,念,2024/9/10,11,光学分析法导,物质对辐射能的吸收和发射是不连续的，量子化的。当物质内的分子或原子发生能级跃迁时，若以辐射能的形式传递能量，则,辐射能,E,L,一定等于物质的能级变化,E,。即：,E,L,=,E,E：,不同能级间能量差,E,L,= h, = hc/= hc = E,2024/9/10,12,光学分析法导,一,.,吸收光谱法,吸收,：,当辐射能通过某些吸光物质时，,物质的原子或分子吸收与其能级,跃迁相应的能量由低能态或基态,跃迁至较高的能态的过程。,2024/9/10,13,光学分析法导,2.,吸收光谱：,物质对辐射能的选择性吸收,而得到的光谱。,3.,吸收光谱法：,利用吸收光谱对物质定性、,定量及结构分析的方法。,2024/9/10,14,光学分析法导,4.,朗伯-比尔定律,设入射光强度为,I,0,，,吸收光强度为,I,a,，,透射光强度为,I,t,，,反射光强度为,I,r,，,则,I,0,= I,a,+,I,t,+ I,r,由于测定条件下反射光强度基本相同，其影响可相互抵消，上式可简化为：,I,0,= I,a,+,I,t,2024/9/10,15,光学分析法导,透光度,：,透光度为透过光的强度,I,t,与入射光强度,I,0,之比，用,T,表示。,即,T= I,t,/I,0,吸光度,：,为透光度倒数的对数，用,A,表示。,即,A=lg1/T=lgI,0,/I,t,2024/9/10,16,光学分析法导,朗伯-比尔定律,：,当一束平行单色光通过含有吸光物质的均匀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比，总吸光度等于吸收介质内各吸光物质吸光度之和。,A= k,cb,A=A,1,+A,2,+A,3,+,为比例常数(与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关),c,为吸光物质浓度，,b,为透光液层厚度。,2024/9/10,17,光学分析法导,当,b,以,cm，c,以,g/L,为单位，,称为,吸光系数,，用,a,表示。,A= a,cb,a,的单位为,L/g.cm,当,b,以,cm，c,以,mol/L,为单位，,称为,摩尔吸光系数,， 用,表示,A=,cb,的单位为,L/mol,.,cm，,它表示物质的浓度为1,mol/L，,液层厚度为1,cm,时，溶液的吸光度。,2024/9/10,18,光学分析法导,例题：,已知某化合物的摩尔质量为,256.0,，将其配制成,0.965mg/L,的浓度，用,2cm,的比色皿，在,max,为,366nm,处测定,T,值为,50%,，试求其,1.,吸光度,A,2.,吸光系数,a,3.,摩尔吸光系数,2024/9/10,19,光学分析法导,解 ： 知,Mr=256.0 T=50% b =2cm,C=0.965mg/ml,1,A = - lgT = - lg50% =0.301,2,由,A=abc a=A/(bc) =,0.301/(20.96510,-3,) = 156L/(gcm), =,aMr,= 156256.0 =3.9910,4,L/(,molcm,),2024/9/10,20,光学分析法导,二,.,发射光谱法,物质在辐射能的作用下，其由低能态或基态跃迁至高能态（激发态），再由高能态跃迁回低能态或基态，此时若以光的形式放出能量，该过程称为,发射,。而产生的光谱称为,发射光谱,。,利用发射光谱分析物质的方法，称为,。,2024/9/10,21,光学分析法导,荧光光谱：,某些物质的分子或原子在辐射能的作用下跃迁至激发态，,部分,分子或原子与其它粒子碰撞，把激发能转变为,热能消耗掉,；,其余的,分子或原子以,光,的形式散发出这部分能量而回到基态，由此产生的光谱称为,荧光光谱,。,2024/9/10,22,光学分析法导, 4 光谱分析的分类,依据物质对不同波谱区辐射能的吸收或发射，可建立不同的光谱分析方法。,2024/9/10,23,光学分析法导,光 谱 法 的 分 类,方法分类 被测物理性质,发射光谱分析、火焰光度分析 辐射的,发射,分子发光分析法,、放射分析法,紫外,-,可见分光光度法,辐射的,吸收,原子吸收分光光度法,红外光谱法、,核磁共振波谱法,比浊法、拉曼光谱法 辐射的散射,折射法、干涉法 辐射的折射,X-,射线衍射法、电子衍射法 辐射的衍射,偏振法 辐射的旋转,2024/9/10,24,光学分析法导,5,光谱法仪器,用来研究吸收、发射的电磁辐射,强度和波长的关系,的仪器叫做光谱仪或分光光度计。这一类仪器一般包括五个基本单元：,光源、单色器、吸收池、检测器和读出器件,。,2024/9/10,25,光学分析法导,吸收光谱仪,光源,单色器,样品,检测器,读出器件,2024/9/10,26,光学分析法导,