各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法
仪器分析化学 第一章 色谱基本理论
n理5.54 (Yt1R /2)216 (tYR)2
n有效
5.54( tR' Y1/ 2
)2
16(tR' Y
)2
H有效
L n有效
（二） 塔板数和塔板高度
组分在固定相中的浓度 K 组分在流动相中的浓度
一定温度下，组分的分配系数K越大，出峰越慢； 试样一定时，K主要取决于固定相性质； 选择适宜的固定相可改善分离效果； 试样中的各组分具有不同的K值是分离的基础； 某组分的K = 0时，即不被固定相保留，最先流出。 同一条件下，若两组分的K值相等，则色谱峰重合， 差别越大，色谱峰的距离越大
三. 速率理论-影响柱效的因素
（一）. 范.弟姆特（Van Deemter）方程式－ 气相色谱速率理论
H = A + B/u + C·u
H：理论塔板高度， u：载气的线速度(cm/s)
减小A、B、C三项可提高柱效； 存在着最佳流速； A、B、C三项各与哪些因素有关？
A─涡流扩散项（eddy diffusion）
（四） 分配比与保留时间的关系
tR = tM(1+k) tR’=ktM
（五） 分配比、分配系数与选择性因子的关系
a = t´R（2）/ t´R（1）= k2 /k1= K2 /K1
讨论：如何使A、B组分完全分离
浓
度
A
B
A
B
组分A、B在沿柱移动时不同位置的浓度轮廓
1.两组分的分配系数必须有差异 2.区域宽度的扩展速度应小于区域分离的速度 3.在保证快速分离的前提下，提供足够长的色谱柱
仪器分析 课件ppt
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保障人类健康
仪器分析在保障人类健康方面具有重 要意义，如环境监测、食品药品安全 检测等。
仪器分析的发展历程
早期仪器分析
早期的仪器分析方法比较简单， 如比重法、折光法等。
20世纪发展
20世纪是仪器分析发展的重要时 期，随着科技的不断进步，新的 仪器分析方法不断涌现，如光谱
法、色谱法等。
现代仪器分析
现代仪器分析已经进入了一个全 新的时代，各种高灵敏度、高分 辨率、高自动化程度的仪器不断 涌现，为科学研究和技术创新提
工业生产控制
总结词
仪器分析在工业生产控制中是重要的工具，能够监测 和控制生产过程中的各种参数。
详细描述
仪器分析通过实时监测和控制工业生产过程中的温度、 压力、流量、浓度等参数，确保生产过程的稳定性和产 品质量，提高生产效率和降低能耗。
05
仪器分析的挑战与未来发展
Chapter
提高仪器分析的灵敏度与准确性
结合纳米技术、生物技术、信 息技术等新兴领域，开发新型 仪器分析工具。
探索微型化、便携式仪器分析 设备，满足现场快速检测的需 求。
实现仪器分析的自动化与智能化
通过自动化技术实现仪器分析流 程的连续性与高效性，降低人为
误差和提高分析效率。
利用人工智能和机器学习算法对 仪器分析数据进行处理、建模和 预测，提高分析的智能化水平。
气相色谱法
总结词
基于不同物质在固定相和流动相之间的分配 系数差异而建立的分析方法。
详细描述
气相色谱法是利用不同物质在固定相和流动 相之间的分配系数差异进行分析的方法，通 过分离和检测混合物中的各组分来测定各组 分的含量。该方法具有分离效果好、分析速 度快、应用范围广等优点。
仪器分析的原理范文
仪器分析的原理范文仪器分析是一种利用各种物理、化学或生物原理和技术手段对物质进行定性或定量分析的方法。
下面，我会简要介绍几种常见的仪器分析原理。
1.光谱分析原理光谱分析利用物质与光的相互作用来进行定性和定量分析。
常见的光谱分析方法包括紫外可见光谱分析、红外光谱分析和拉曼光谱分析等。
这些方法根据物质不同的吸收、发射或散射光的特性来确定物质的成分或浓度。
2.质谱分析原理质谱分析是一种利用质谱仪来分析物质的化学成分和结构的方法。
它通过将样品离子化并通过磁场或电场将其分离，然后测量样品离子的质荷比来确定样品的成分和结构。
质谱分析广泛应用于无机分析、有机分析、生物分析和环境分析等领域。
3.色谱分析原理色谱分析是一种利用固态或液态材料对物质进行分离和分析的方法。
常见的色谱分析方法有气相色谱、液相色谱和层析色谱等。
这些方法根据样品在固定相或液相中的相互作用差异来分离物质，然后根据分离出来的物质的不同特性进行定性和定量分析。
4.电化学分析原理电化学分析是一种利用电性质来进行定性和定量分析的方法。
常见的电化学分析方法包括电位滴定、极谱分析和电化学传感器等。
这些方法基于样品在电极表面的电化学反应来确定样品的成分和浓度。
5.核磁共振分析原理核磁共振分析是一种利用样品中核自旋的性质来进行分析的方法。
核磁共振分析常用于确定样品的结构、测量样品中不同核自旋的含量和动力学研究等。
核磁共振分析依赖于样品中核自旋与外加磁场相互作用的性质。
6.质量分析原理质量分析是一种利用质量分析仪器对粒子、分子或离子的质量进行分析的方法。
质量分析常用于确定样品中不同化学元素或化合物的质量以及分析样品中的碳同位素比例、氢同位素比例等。
质量分析基于样品中质谱离子质量和质量荷比的性质来确定样品的成分和浓度。
总之，仪器分析方法的原理主要依赖于物质与特定性质（如光、质量、电性等）的相互作用，通过测量这些相互作用的特性来确定样品的成分和浓度。
这些原理为我们提供了广泛、灵敏和准确分析样品的手段，广泛应用于科学研究、工业生产和环境监测等领域。
仪器分析(第四版)第二章
3
塔板高度
H
2 1 A 0
L
L H n
P12例
n>50，对称的峰形曲线 气相色谱中，n约为103-106，呈趋于正态分布曲线
理论塔板数（n）可根据色谱图上所测得的保留
时间（tR）和峰底宽（Y）或半峰宽（ Y1/2 ）按下
4）k与保留时间的关系
若流动相在柱内线速度为u（一定时间内载气在柱内
流动的距离，若固定相对组分有保留作用，组分在
柱内的线速度us小于u，两者比值为滞留因子
R S uS / u
也可用质量分数表示：
mM RS w mS m M
1 1 mS 1 k 1 mM
推导：
组分和流动相通过长度为L的色谱柱，所需时间为：
理论上可以推导出：
VS 1 kK K VM
相比，: VM / VS, 反映各种色谱柱柱型及其结构特征 填充柱（Packing column）: 6~35 毛细管柱（Capillary column）: 50~1500
结论：
分在两相中质量比，均与组分及固定相的热力学性
1）分配系数是组分在两相中的浓度之比，分配比是组
试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测 器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相 应的电信号，由记录仪所记录下的信号——时间曲线 或信号——流动相体积曲线，称为色谱流出曲线，
常用术语：
基线： 在操作条件下，仅有纯流动相进入检 测器时的流出曲线。 稳定的基线为一直线
基线漂移：基线随时间定向缓慢变化
仪器分析方法的原理及应用
仪器分析方法的原理及应用1. 仪器分析方法简介仪器分析是一种利用仪器设备进行化学分析的方法，与传统的化学分析方法相比，仪器分析具有快速、准确、灵敏和自动化等特点。
仪器分析方法广泛应用于各个领域，包括环境监测、医药研发、食品安全、材料分析等。
2. 仪器分析的原理仪器分析的原理基于物质的性质与测量信号的相关性。
常见的仪器分析方法包括光谱分析、电化学分析、质谱分析等。
2.1 光谱分析原理光谱分析是利用物质对特定波长的光的吸收、发射或散射现象进行分析的方法。
它基于物质与光的相互作用的特性，通过测量光的强度变化来推断样品中物质的含量或性质。
常见的光谱分析方法包括紫外可见光谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱等。
这些方法在不同波长范围内对样品进行激发或检测，通过测量不同波长的光信号来获取样品的信息。
2.2 电化学分析原理电化学分析是利用电化学方法进行分析的一种手段。
它基于物质在电场或电流作用下的电化学反应，通过测量电流、电压等电学信号来分析样品的组成和性质。
常见的电化学分析方法包括电解析、电位法、极谱法等。
这些方法通过测量电化学反应产生的电信号来确定样品中某种物质的含量、反应速率等信息。
2.3 质谱分析原理质谱分析是利用质谱仪对样品中不同离子的质量-电荷比进行分析的方法。
它基于物质在电磁场中消耗或释放能量的特性，通过测量样品中离子的质量-电荷比来分析样品的组成和结构。
质谱分析方法包括质谱仪、质谱质点法、质谱图谱法等。
这些方法通过将样品原子或分子离子化后，利用电场、磁场或进一步的离子反应分析样品成分。
3. 仪器分析方法的应用仪器分析方法在不同领域都有广泛的应用，下面列举了一些典型应用场景：•环境监测：利用光谱分析、电化学分析等方法，监测空气、水体、土壤等环境中污染物的含量，以及有害物质的来源和分布情况。
•医药研发：利用质谱分析、光谱分析等方法，对药物、活性成分进行结构分析和含量测定，以提高药物的疗效和稳定性。
•食品安全：利用光谱分析、电化学分析等方法，对食品中的添加剂、农残、重金属等进行检测，保障食品的安全和品质。
各种仪器分析的谱图数据的坐标表示
作业五：各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法 紫外吸收光谱 UV分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息荧光光谱法 FS分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光 谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息 200300400500600700800900nm标1(EM)0100020003000红外吸收光谱法 IR分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率拉曼光谱法 Ram分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率核磁共振波谱法 NMR分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息质谱分析法 MS分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息气相色谱法 GC分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据；峰面积与组分含量有关热重法 TG分析原理：在控温环境中，样品重量随温度或时间变化谱图的表示方法：样品的重量分数随温度或时间的变化曲线提供的信息：曲线陡降处为样品失重区，平台区为样品的热稳定区热差分析 DTA分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，由于二者导热系数不同产生温差，记录温度随环境温度或时间的变化谱图的表示方法：温差随环境温度或时间的变化曲线提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息示差扫描量热分析 DSC分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，记录维持温差为零时，所需能量随环境温度或时间的变化谱图的表示方法：热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息。
仪器分析方法
仪器分析方法仪器分析方法是指利用各种仪器设备对物质进行分析、检测和测量的方法。
在现代科学研究和工业生产中，仪器分析方法扮演着至关重要的角色。
本文将从仪器分析方法的基本原理、常见仪器设备及其应用领域等方面进行介绍。
仪器分析方法的基本原理。
仪器分析方法的基本原理是利用仪器设备对物质的性质、成分、结构等进行定量或定性的分析和测量。
这些仪器设备包括光谱仪、色谱仪、质谱仪、电化学分析仪等。
通过这些仪器设备，可以对样品进行光谱分析、色谱分析、质谱分析、电化学分析等，从而获取样品的相关信息。
常见仪器设备及其应用领域。
光谱仪是一种利用物质对光的吸收、散射、发射等特性进行分析的仪器设备。
它广泛应用于化学、生物、环境等领域的物质分析和检测。
色谱仪是一种利用物质在固定相和流动相中的分配行为进行分离和分析的仪器设备。
它主要应用于化学、生物、医药等领域的成分分析和检测。
质谱仪是一种利用物质的质谱特性进行分析和检测的仪器设备。
它主要应用于化学、生物、医药等领域的成分分析和结构鉴定。
电化学分析仪是一种利用物质在电场作用下的电化学行为进行分析和检测的仪器设备。
它主要应用于化学、生物、环境等领域的电化学分析和检测。
仪器分析方法的发展趋势。
随着科学技术的不断发展，仪器分析方法也在不断创新和完善。
未来，仪器分析方法的发展趋势主要体现在以下几个方面，一是智能化。
随着人工智能、大数据等技术的发展，仪器分析方法将更加智能化，实现自动化、智能化分析和检测。
二是远程化。
随着互联网、物联网等技术的发展，仪器分析方法将实现远程监测和远程控制，实现远程化分析和检测。
三是微型化。
随着纳米技术、微流控技术等的发展，仪器分析方法将更加微型化，实现微型化分析和检测。
四是多元化。
随着多元分析技术的发展，仪器分析方法将实现多元化分析和检测，获取更加全面的样品信息。
结语。
仪器分析方法作为现代科学研究和工业生产中不可或缺的手段，发挥着重要作用。
通过本文的介绍，相信读者对仪器分析方法有了更深入的了解，希望本文能够对相关领域的科研工作和生产实践有所帮助。
一些常见仪器分析方法的缩写、谱图和功能说明
常见仪器分析方法的缩写、谱图和功能说明AAAS 原子吸收光谱法AES 原子发射光谱法AFS 原子荧光光谱法ASV 阳极溶出伏安法ATR 衰减全反射法AUES 俄歇电子能谱法CCEP 毛细管电泳法CGC 毛细管气相色谱法CIMS 化学电离质谱法CIP 毛细管等速电泳法CLC 毛细管液相色谱法CSFC 毛细管超临界流体色谱法CSFE 毛细管超临界流体萃取法CSV 阴极溶出伏安法CZEP 毛细管区带电泳法DDDTA 导数差热分析法DIA 注入量焓测定法DPASV 差示脉冲阳极溶出伏安法DPCSV 差示脉冲阴极溶出伏安法DPP 差示脉冲极谱法DPSV 差示脉冲溶出伏安法DPVA 差示脉冲伏安法DSC 差示扫描量热法DTA 差热分析法DTG 差热重量分析法EEAAS 电热或石墨炉原子吸收光谱法ETA 酶免疫测定法EIMS 电子碰撞质谱法ELISA 酶标记免疫吸附测定法EMAP 电子显微放射自显影法EMIT 酶发大免疫测定法EPMA 电子探针X射线微量分析法ESCA 化学分析用电子能谱学法ESP 萃取分光光度法FFAAS(Flame Atomic Absorption Spectroscopy) 火焰原子吸收光谱法FABMS 快速原子轰击质谱法FAES 火焰原子发射光谱法FDMS 场解析质谱法FIA 流动注射分析法FIMS 场电离质谱法FNAA 快中心活化分析法FT-IR 傅里叶变换红外光谱法FT-NMR 傅里叶变换核磁共振谱法FT-MS 傅里叶变换质谱法GC 气相色谱法GC-IR 气相色谱-红外光谱法GC-MS 气相色谱-质谱法GD-AAS 辉光放电原子吸收光谱法GD-AES 辉光放电原子发射光谱法GD-MS 辉光放电质谱法GFC 凝胶过滤色谱法GLC 气相色谱法GLC-MS 气相色谱-质谱法HHAAS 氢化物发生原子吸收光谱法HAES 氢化物发生原子发射光谱法HPLC 高效液相色谱法HPTLC 高效薄层色谱法IIBSCA 离子束光谱化学分析法IC 离子色谱法ICP 电感耦合等离子体ICP-AAS 电感耦合等离子体原子吸收光谱法ICP-AES 电感耦合等离子体原子发射光谱法ICP-MS 电感耦合等离子体质谱法IDA 同位素稀释分析法IDMS 同位素稀释质谱法IEC 离子交换色谱法INAA 仪器中子活化分析法IPC 离子对色谱法IR 红外光谱法ISE 离子选择电极法ISFET 离子选择场效应晶体管LLAMMA 激光微探针质谱分析法LC 液相色谱法LC-MS 液相色谱-质谱法MMECC 胶束动电毛细管色谱法MEKC 胶束动电色谱法MIP-AAS 微波感应等离子体原子吸收光谱法MIP-AES 微波感应等离子体原子发射光谱法MS 质谱法NNAA 中子活化法NIRS 近红外光谱法NMR 核磁共振波谱法PPAS 光声光谱法PC 纸色谱法PCE 纸色谱电泳法PE 纸电泳法PGC 热解气相色谱法PIGE 粒子激发Gamma射线发射光谱法PIXE 粒子激发X射线发射光谱法RRHPLC 反相高效液相色谱法RHPTLC 反相液相薄层色谱法RIA 发射免疫分析法RPLC 反相液相色谱法SSEM 扫描电子显微镜法SFC 超临界流体色谱法SFE 超临界流体萃取法SIMS 次级离子质谱法SIQMS 次级离子四极质谱法SP 分光光度法SP(M)E 固相(微)萃取法STM 扫描隧道电子显微镜法STEM 扫描投射电子显微镜法SV 溶出伏安法TTEM 投射电子显微镜法TGA 热重量分析法TGC 薄层凝胶色谱法TLC 薄层色谱法UUPS 紫外光电子光谱法UVF 紫外荧光光谱法UVS 紫外光谱法XXES X射线发射光谱法XPS X射线光电子光谱法XRD X射线衍射光谱法XRF X射线荧光光谱法。
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紫外吸收光谱UV
分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁
谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化
提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息
荧光光谱法FS
分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光
谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化
提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息
红外吸收光谱法IR
分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁
谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化
提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率
拉曼光谱法Ram
分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射
谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化
提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率
核磁共振波谱法NMR
分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级
的跃迁
谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化
提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息
电子顺磁共振波谱法ESR
分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃迁
谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化
提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息
质谱分析法MS
分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化
提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息
气相色谱法GC
分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离
谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据；峰面积与组分含量有关
反气相色谱法IGC
分析原理：探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力
谱图的表示方法：探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线
提供的信息：探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数
裂解气相色谱法PGC
分析原理：高分子材料在一定条件下瞬间裂解，可获得具有一定特征的碎片
谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息：谱图的指纹性或特征碎片峰，表征聚合物的化学结构和几何构型
凝胶色谱法GPC
分析原理：样品通过凝胶柱时，按分子的流体力学体积不同进行分离，大分子先流出
谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布
热重法TG
分析原理：在控温环境中，样品重量随温度或时间变化
谱图的表示方法：样品的重量分数随温度或时间的变化曲线
提供的信息：曲线陡降处为样品失重区，平台区为样品的热稳定区
热差分析DTA
分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，由于二者导热系数不同产生温差，记录温度随环境温度或时间的变化
谱图的表示方法：温差随环境温度或时间的变化曲线
提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息
示差扫描量热分析DSC
分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，记录维持温差为零时，所需能量随环境温度或时间的变化
谱图的表示方法：热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线
提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息
静态热―力分析TMA
分析原理：样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化
谱图的表示方法：样品形变值随温度或时间变化曲线
提供的信息：热转变温度和力学状态
动态热―力分析DMA
分析原理：样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化
谱图的表示方法：模量或tgδ随温度变化曲线
提供的信息：热转变温度模量和tgδ
透射电子显微术TEM
分析原理：高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射，使得在相平面形成衬度，显示出图象
谱图的表示方法：质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象
提供的信息：晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等
扫描电子显微术SEM
分析原理：用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象
谱图的表示方法：背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等
提供的信息：断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等
原子吸收AAS
原理：通过原子化器将待测试样原子化，待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光，从而使用检测器检测到的能量变低，从而得到吸光度。
吸光度与待测元素的浓度成正比。
(Inductive coupling high frequency plasma)电感耦合高频等离子体ICP
原理：利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子，由于激发态的原子和离子不稳定，外层电子会从激发态向低的能级跃迁，因此发射出特征的谱线。
通过光栅等分光后，利用检测器检测特定波长的强度，光的强度与待测元素浓度成正比。
X-ray diffraction ,x射线衍射即XRD
X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。
晶体可被用作X光的光栅，这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。
由于大量原子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。
满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsinθ=λ
应用已知波长的X射线来测量θ角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结
构分析；另一个是应用已知d的晶体来测量θ角，从而计算出特征X射线的波长，进而可在已有资料查出试样中所含的元素。
高效毛细管电泳（high performance capillary electrophoresis，HPCE）
CZE的基本原理
HPLC选用的毛细管一般内径约为５０μｍ（２０～２００μｍ），外径为３７５μｍ，有效长度为５０ｃｍ（７～１００ｃｍ）。
毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中，同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极，该电压使得分析样品沿毛细管迁移，当分离样品通过检测器时，可对样品进行分析处理。
HPLC进样一般采用电动力学进样（低电压）或流体力学进样（压力或抽吸）两种方式。
在毛细管电泳系统中，带电溶质在电场作用下发生定向迁移，其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。
所谓电渗是指在高电压作用下，双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象；电泳是指在电解质溶液中，带电粒子在电场作用下，以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。
溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定，另外还受缓冲液的组成、性质、ｐＨ值等多种因素影响。
带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动，带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域，在电场作用下向正极移动。
与此同时，缓冲液的电渗流向负极移动，其作用超过电泳，最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。
MECC的基本原理
MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相，以胶束增溶作为分配原
理，溶质在水相、胶束相中的分配系数不同，在电场作用下，毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳，使胶束和水相有不同的迁移速度，同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配，在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。
MECC 是电泳技术与色谱法的结合，适合同时分离分析中性和带电的样品分子。
扫描隧道显微镜（STM）
扫描隧道显微镜（STM）的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。
将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极，当样品与针尖的距离非常接近时（通常小于1nm），在外加电场的作用下，电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。
这种现象即是隧道效应。
原子力显微镜(Atomic Force Microscopy ，简称AFM)
原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端，微悬臂的另一端固定，当探针在样品表面扫描时，探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形，这样，微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。
一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器，可以精确测量微悬臂的微小变形，这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。
俄歇电子能谱学（Auger electron spectroscopy），j简称AES
俄歇电子能谱基本原理：入射电子束和物质作用，可以激发出原子的内层电子。
外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量，可能以X光的形式放出，即产生特征X射线，也可能又使核外另一电子激发成为自由电子，这种自由电子就是俄歇电子。
对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射：特征X 射线或俄歇电子。
原子序数大的元素，特征X射线的发射几率较大，原子序数小的元素，俄歇电子发射几率较大，当原子序数为33时，两种发射几率大致相等。
因此，俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。
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