第二章光分析法导论课件

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,*,概述,光的性质及其与物质的相互作用,光分析法的分类,概述,1,2.1 概述,光学分析法,以物质的光学性质为基础建立的分析方法。,根据物质发射的电磁辐射或物质与辐射的相互作用建立起来的一类分析方法。,任何光学分析法包括三个,主要过程,：,能源提供能量,能量与被测物质相互作用,产生被检测讯号,光学分析法的,发展,2.1 概述光学分析法,2,太阳光是复合光，不是单色光。,利用棱镜的折射作用可以把复合光分散开来。,太阳光是复合光，不是单色光。,3,第二章光分析法导论课件,4,第二章光分析法导论课件,5,混合物难以鉴别,。,混合物难以鉴别。,6,第二章光分析法导论课件,7,第二章光分析法导论课件,8,太阳中含有92中元素，其中氢、氦、氧、氮等。,太阳中含有92中元素，其中氢、氦、氧、氮等。,9,2.2 光学性质及其物质的相互作用,2.2.1 光电磁辐射,光是一种电磁辐射（电磁波）是一种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，它具有,波粒二象性,。,2.2.1.1光的,波动性,：波长、波数、频率,相同振动相位的相邻两点的,线性距离,、每厘米波的,数,目、每秒波动,次数,2.2 光学性质及其物质的相互作用2.2.1 光电磁辐射,10,第二章光分析法导论课件,11,二、,Lambert,Beer,定律,朗伯,(Lambert),和比耳,(beer),分别于,1760,年和,1852,年研究了光的吸收与有色溶液液层的厚度及溶液浓度的定量关系，奠定了分光光度分析法的理论基础。,Lambert,Beer,定律的数学表达式。,二、LambertBeer定律 朗伯(Lambe,12,二、,Lambert,Beer,定律,称为,透光率,，用符号,T,表示,式中：,称为,吸光度,，,用符号,A,表示,二、LambertBeer定律称为透光率，用符号T表示 式,13,二、,Lambert,Beer,定律,吸光度与透光率之间的关系为：,三、吸光系数,(,一,),物理意义：,吸光物质在,单位浓度,及,单位厚度,时的吸光度。,二、LambertBeer定律吸光度与透光率之间的关系为：,14,2.2 光学性质及其物质的相互作用,2.2.1.2光的,微粒性,：每个光子具有的能量,R射线,：0.1nm r射线发射、核反应,X射线：0.1-1.0nm x射线吸收发射、电子（内层）,紫外：10-200-400nm紫外吸收,可见,：400-780nm 紫外可见、电子（外层）,红外,：0.78-2.5-50-1000um红外吸收、拉曼，分子振动,微波,：0.1-100cm微波吸收、电子自旋共振、分子转动,无线电：1-100m核磁共振,2.2 光学性质及其物质的相互作用2.2.1.2光的微粒性：,15,第二章光分析法导论课件,16,第二章光分析法导论课件,17,2.3,光与物质的相互作用,2.3.1光的吸收、发射,光的,吸收,：当光与物质接触时，某些频率的光波选择性吸收并使其强度减弱的现象。,实质,：光的能量转移到物质的分子或原子中去了。使物质中原子或分子由能量较低的状态上升为能量较高的状态。,光的,发射,：当受激物质从高能态回到低能态时，往往以光的辐射形式释放出多余的能量。,2.3 光与物质的相互作用2.3.1光的吸收、发射,18,2.3.2 光的投射、散射、和折射,光的,投射,：,光通过透明介质，能量不变，频率不变，知识速度变慢的现象。,光的,散射,：,光透过不均匀介质，一部分光沿着其他方向传播。,光的,折射,：,光从一透明介质进入另外一种透明介质时，光的方向发生改变。,色散,：,物质对光的折射率随着光的频率变化而变化。,2.3.2 光的投射、散射、和折射光的投射：光通过透明介,19,2.3.3 光的干涉、衍射和偏振,光的,干涉,：,当频率、振动方向、周相相同的光源所发射的想干光波互相叠加时，产生明暗相间条纹。,光的,衍射,：,光波绕过障碍物而弯曲后传播的现象。,光的,偏振,：,天然光通过某些物质后，变为只是在一个固定方向有振动的光。,2.3.3 光的干涉、衍射和偏振光的干涉：当频率、振动方,20,第二章光分析法导论课件,21,光分析法的分类,光谱法：基于物质内部能级之间的跃迁而产生的发射、吸收、及散射光谱的强度随波长的变化，所得的图谱叫光谱，利用光谱进行定性定量和结构分析的方法。,非光谱法：基于电磁波与物质作用时，引起电磁辐射的某些性质的变化的分析法。,光分析法的分类光谱法：基于物质内部能级之间的跃迁而产生的发射,22,常用的光学分析法,辐射的发射,1.发射光谱法,2.荧光光谱法,3.火焰光谱法,4.放射化学法,1.色比法,2.分光光度法,3.原子吸收法,4.核磁共振法,5.电子自旋共振法,1.拉曼光谱法,2.散射浊度法,1.折射法,2.干涉法,1.X射线衍射法,2.电子衍射法,1.偏振法,2.旋光法,3.圆二向性法,辐射的吸收,辐射的散射,辐射的折射,辐射的衍射,辐射的旋转,常用的光学分析法1.发射光谱法1.色比法1.拉曼光谱法辐射的,23,光谱法原理,1.光谱产生的原理,转动：分子围绕其质量中心的转动,振动：分子中原子间的相对运动,电子：分子中电子相对原子核的运动,平动：分子整体运动,E,总,=E,0,+E,平,+E,转,+E,振,+E,电,在同一中电子能级中，因振动能量的不同又分为几个,振动能级,，而在同一振动能级中，又因分子转动能量的不同分为几个,转动能级,。,光谱法原理1.光谱产生的原理,24,(1,),电子能级跃迁,所需的能量较大，其能量在,1,20eV,，产生的吸收光谱主要处于,紫外可见光区,(200,780nm),；,(2),振动能级跃迁,振动能级的能量差约为,0.025,1eV,，跃迁产生的吸收光谱位于红外区，,红外光谱,或分子振转光谱；,(,一,),分子吸收光谱,(1)电子能级跃迁 所需的能量较大，其能量在12,25,(3)转动能级跃迁,振动能级的能量差约为0.0250.003eV，跃迁产生的吸收光谱位于远红外区,远红外光谱,或分子转动光谱；,(4)吸收光谱的波长分布是由产生谱带的跃迁能级间的,能量差,所决定，反映了分子内部能级分布状况，是,物质定性的依据,；,(3)转动能级跃迁 振动能级的能量差约为0.025,26,电子能级间跃迁的同时，总,伴随有振动和转动能级间的跃迁,。即电子光谱中总包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现,宽谱带,。,(,一,),分子吸收光谱,电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。即电子,27,分类：,1.,物质类型,不同：原子光谱、分子光谱、固体光谱。,2.,光谱产生方式,：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。,3.光谱的,性质和形状,：线状光谱、带状光谱、连续光谱。,分类：,28,分子光谱,分子光谱：,就是测量分子转动能级、分子中原子的,能动能级,（包括分子转动能级）和分子,电子能级,（包括振-转能级）跃迁所产生的分子光谱为基础的定性、定量和物质结构分析法。,对于分子光谱的意义：,能级跃迁包括,吸收外来的辐射,和把吸收的能量再,以光发射形式放出,而回复到基态的两个过程。,分子光谱分子光谱：就是测量分子转动能级、分子中原子的能动能级,29,吸收光谱,吸收光谱：是物质吸收相应得辐射能而产生的光谱。,其产生的,必要条件,是所提供的辐射能量恰好满足该吸收物质两能级间跃迁所需要的能量。,吸收光谱吸收光谱：是物质吸收相应得辐射能而产生的光谱。,30,发射光谱,发射光谱：是指构成物质的原子、离子或分子受到辐射能、热能、电能或化学能的激发而产生的光谱。,物质发射的光谱有三种,线状光谱,：由气态或高温下物质在离解为原子或离子时被激发而发射的光谱。,带状光谱,：是由分子被激发而发射的光谱。,连续光谱,：是由炽热的固体或液体发射的。,发射光谱发射光谱：是指构成物质的原子、离子或分子受到辐射能、,31,原子光谱,分子光谱,原子光谱,32,质谱,质谱是分子离子和碎片离子依其质荷比大小依次进行排列所成的质量谱。,用以确定分子的原子组成、分子量、分子式、分子结构的方法。,质谱质谱是分子离子和碎片离子依其质荷比大小依次进行排列所成的,33,精品课件,！,精品课件！,精品课件,！,精品课件！,光学仪器,三个基本部件：,辐射源，即光源。,把光源辐射分解为“单色”组成的单色器。,辐射检测器和显示装置。,光学仪器三个基本部件：,36,