影响共振谱线线宽的因素
原子吸收答案
1.引起原子谱线变宽的因素有哪些？对原子吸收光谱分析有什么影响？自然变宽：无外界因素影响时由于激发态原子有限寿命而使谱线具有的宽度。
(1)多普勒变宽：又称热变宽，是由于原子无规则的热运动而导致的谱线变宽。
(2)碰撞变宽(压力变宽），原子之间相互碰撞而引起的变宽称为碰撞变宽。
由于压力增大后这种变宽增大，也称为压力变宽。
分为洛伦兹（Lorentz）变宽和赫尔兹马（Holtsmark )变宽。
（3）场致变宽（电场致宽、磁场致宽）：在外界电场或磁场的作用下，引起原子核外层电子能级分裂而使谱线变宽现象称为场致变宽。
由于磁场作用引起谱线变宽，称为Zeeman (塞曼)变宽。
(4)自吸变宽：谱线自吸引起的变宽称为自吸变宽。
在分析测试工作中，谱线的变宽往往会导致原子吸收分析的灵敏度下降。
2.什么是积分吸收和峰值吸收？在原子吸收光谱分析中，什么情况下可以用峰值吸收代替积分吸收？积分吸收：吸收线轮廓内的总面积即吸收系数对频率的积分。
(在原子吸收光谱分析中，把测量气态基态原子吸收共振线的总能量称为积分吸收测量法)峰值吸收：测量吸收线的峰值的吸收。
以峰值吸收测量代替积分吸收测量的必要条件：①锐线光源辐射的发射线与原子吸收线的中心频率υ(或波长λ)完全一致；00②锐线光源发射线的半宽度比吸收线的半宽度更窄，一般为吸收线半宽度的。
3.简述原子吸收光谱仪的主要组成部件及其作用。
仪器主要由五部分组成。
锐线光源（空心阴极灯，发射谱线宽度很窄的元素共振线）原子化器（将试样蒸发并使待测定元素转化为基态原子蒸气）分光系统（使锐线光源辐射的共振发射线能正确地通过或聚焦于原子化区，并把透过光聚焦于单色器的入射狭缝。
并且待测元素的吸收线与邻近谱线分开）检测系统（的作用是将待测光信号转换成电信号，经过检波放大、数据处理后显示结果）电源同步调制系统（将光源与检波放大器的电源进行同步调制，一方面可以扣除原子化器（火焰）中由于原子发射、分子发射和自然光所产生相对恒定的直流电信号的干扰；另一方面脉冲供电以很小的平均灯电流，就能获得很高强度的锐线辐射，改善了放电特性，提高了信噪比，延长了灯的寿命）4在原子吸收光谱仪中，为什么使用锐线光源？空心阴极灯为什么能发射出强度比较大的锐线光源？以峰值吸收测量代替积分吸收测量的必要条件：锐线光源辐射的发射线与原子吸收线的中心频率υ0(或波长λ0)完全一致；②锐线光源发射线的半宽度比吸收线的半宽度更窄，一般为吸收线半宽度的。
谱线的轮廓和变宽
原子群从基态跃迁至激发 态所吸收的谱线（吸收线） 态所吸收的谱线（吸收线）并 不是绝对单色的几何线， 不是绝对单色的几何线，而是 具有一定的宽度， 具有一定的宽度，通常称之为 谱线的轮廓（或形状）。 谱线的轮廓（或形状） 它是谱线强度 按 它是 谱线强度按 频率 的 分 谱线强度 发射线的轮廓如图， 布，发射线的轮廓如图，可用 强度I 对频率υ 作图， 强度 I 对频率 υ 作图 ， 用峰高 半峰宽△ 来表示谱线轮 I0和半峰宽△υ来表示谱线轮 廓。
即有：I＝ e
−bK01
∫
0ห้องสมุดไป่ตู้
Iνdν
4、积分吸收和峰值吸收（八） 、积分吸收和峰值吸收（
所以有：
I＝lg
∫
e
∆ν
0
Iνdν
∆ν 0
−bK01
∫
Iνdν
2
＝0.4343bK0l
因为：
1 πe K0 = 2 × × f 0iN π ∆νD m c ln 2 A = 0.4343b ln 2 1 πe2 × × f 0iN π ∆νD m c
热变宽（多普勒Doppler变宽） Doppler变宽 2) 热变宽（多普勒Doppler变宽）
谱线的热变宽又称为多普勒(Doppler)变宽， 谱线的热变宽又称为多普勒(Doppler)变宽，它是由于原 热变宽又称为多普勒(Doppler)变宽 子在空间作热运动所引起的. 子在空间作热运动所引起的. 这种效应无论是在空心阴极灯 中发光原子还是原子化器中被测基态原子都存在。 中发光原子还是原子化器中被测基态原子都存在。 谱线的多普勒变宽△ 可由下式决定： 谱线的多普勒变宽△υD可由下式决定：
3、谱线的轮廓和变宽（三） 、谱线的轮廓和变宽（
3第三章 原子谱线的宽度
第三章 原子谱线的宽度
第一节 谱线的轮廓与自然宽度
一、谱线的轮廓
原子吸收线的宽度
二、自然宽度∆υN（P25）
谱线本身固有的宽度称为自然宽度，与 激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越 长，则谱线宽度越窄。 一般情况下约相当于10-5 nm。
∆υN = 1 / 4π∆τ
第二节 影响谱线变宽的因素
一、 Doppler变宽（多普勒变宽半宽度∆υD） 这是由原10 υ 0
−7
T M
M是原子量， T 绝对温度，υ0谱线中频 率，一般情况:ΔυD = 10-2 Å
二、 Lorentz变宽（∆υL） 激发态原子与其它粒子碰撞所引 起的变宽称为Lorentz（罗伦兹）变 宽。 原子核蒸气压力愈大，谱线愈宽。 10-2 Å
五、总谱线轮廓
大多数原子光谱线的总谱线轮廓叫Voigt轮廓。 总谱线轮廓见P31图3-5
六、场致变宽
包括Stark变宽(电场) 变宽(磁场) 包括Stark变宽(电场)和Zeeman 变宽(磁场) Stark变宽 Stark效应 （一）Stark效应 在场致（外加场、带电粒子形成） 在场致（外加场、带电粒子形成）的场 作用下，电子能级进一步发生分裂（ 作用下，电子能级进一步发生分裂（谱线的 超精细结构）而导致的变宽效应， 超精细结构）而导致的变宽效应，在原子吸 收分析中，场变宽不是主要变宽）。 收分析中，场变宽不是主要变宽）。 塞曼效应(见书P （二）塞曼效应(见书P32)
第三节 谱线的超精细结构
一、同位素效应 二、原子的核自旋 见书P34
激光的谱线宽度
激光的谱线宽度
激光的谱线宽度是指激光光谱中的频率范围，通常以全宽半最大来表示。
这是通过测量光谱中光强度减半的频率范围来定义的。
激光的谱线宽度取决于多种因素，包括激光器的设计、激发源、放大介质等。
以下是一些影响激光谱线宽度的因素：
激光器类型：不同类型的激光器（例如气体激光器、半导体激光器、固体激光器等）具有不同的谱线宽度特性。
激发源的性质：激发源的特性，如波长、功率和稳定性，会影响激光谱线的宽度。
激光谐振腔：谐振腔的设计和长度也会对谱线宽度产生影响。
激光放大介质：使用的放大介质（例如气体、固体、液体等）的性质会影响激光的谱线宽度。
激光器的工作状态：激光器的工作状态，如温度和压力，也可能对谱线宽度产生影响。
激光器通常被设计为具有较窄的谱线宽度，特别是在科学、医学和通信等领域中需要高分辨率和精确频率的应用。
激光的谱线宽度越窄，其在精密测量和传输信息方面的性能就越好。
～1H磁共振波谱的影响因素
杂志 ,2002 ,18 (5) :404.
[3 ] 巫北海. 学习和研究活体形态学 [J ] . 临床放射学杂志 ,2002 ,21 (1) :7 - 11.
[4 ] 巫北海. 胰腺活体形态与发育变异[J ] . 实用放射学杂志 ,2001 ,17 (12) :943 - 949.
2 水峰抑制 临床1 H 波谱主要测定代谢物在人体内的相对浓度 ,强大
的水峰信号影响低浓度代谢物的测定 ,因此水峰抑制是1 H MRS 测定的关键环节 ,随着水峰信号区别技术的发展 。1 H MRS 可以 提供的信息也越来越多 ,水峰抑制有许多方法 。如 (1) 根据化 学位移性质 。(2) 根据弛豫性质 。(3) 标量耦合等等[2] 。
利用磁共振波谱 (MRS) 可以选择性 ,非创伤性 ,且无破坏 地确定一些化合物是否存在及相对含量 ,因此 MRS 对于检查 组织和器官的细胞代谢物是一种非常重要的检查方法 。
正常组织代谢物通常处于一种已知平衡状态 ,一旦组织功 能紊乱或疾病可引起代谢物不平衡 ,利用 MRS 可检测到这种 不平衡的变化 ,从而为治疗提供有用的信息 。
4 异物影响 在研究脑部疾患时 ,最常测定的是1 H MRS 。正常人脑中
主要共振峰有 :NNA ;肌酸 - 磷酸肌酸 (Cr - PCr) ;含胆碱化合物 (Cho) ;肌醇 (inositols ,INSs) 和甘氨酸 (glycine) 。上述已提到匀场
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实用放射学杂志 2003 年 7 月第 19 卷第 7 期 J Pract Radiol ,Jul Βιβλιοθήκη 003 ,Vol 19 , No. 7
仪器分析名词解释及简答题
仪器分析复习资料名词解释与简答题名词解释1.保留值：表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值。
通常用时间或用将各组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。
2.死时间：指不被固定相吸附或溶解的气体（如空气、甲烷）从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。
3.保留时间：指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。
4.相对保留值：指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比.5.半峰宽度：峰高为一半处的宽度。
6.峰底宽度：指自色谱峰两侧的转折点所作切线在基线上的截距.7.固定液：8.分配系数：在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比。
9.分配比：又称容量因子或容量比，是指在一定温度、压力下，在两相间达到平衡时，组分在两相中的质量比.10.相比:VM与Vs的比值。
11.分离度：相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半的比值.12.梯度洗提：就是流动相中含有多种（或更多）不同极性的溶剂,在分离过程中按一定的程序连续改变流动相中溶剂的配比和极性，通过流动相中极性的变化来改变被分离组分的容量因子和选择性因子,以提高分离效果。
梯度洗提可以在常压下预先按一定的程序将溶剂混合后再用泵输入色谱柱，这种方式叫做低压梯度，又叫外梯度，也可以将溶剂用高压泵增压以后输入色谱系统的梯度混合室，加以混合后送入色谱柱，即所谓高压梯度或称内梯度.13.化学键合固定相：将各种不同有机基团通过化学反应共价键合到硅胶（担体）表面的游离羟基上，代替机械涂渍的液体固定相,从而产生了化学键合固定相.14.正相液相色谱法：流动相的极性小于固定相的极性。
15.反相液相色谱法：流动相的极性大于固定相的极性。
16.半波电位：扩散电流为极限扩散电流一半时的电位。
17.支持电解质(消除迁移电位）：如果在电解池中加入大量电解质，它们在溶液中解离为阳离子和阴离子，负极对所有阳离子都有静电吸引力，因此作用于被分析离子的静电吸引力就大大的减弱了，以致由静电力引起的迁移电流趋近于零，从而达到消除迁移电流的目的。
影响核磁共振谱线线宽的因素
影响核磁共振谱线线宽的因素 ——核磁共振实验一、核磁共振原理在强磁场的激励下，一些具有某些磁性的原子核的能量可以裂分为2个或2个以上的能级。
如果此时外加一个能量，使其恰等于裂分后相邻2个能级之差，则该核就可能吸收能量(称为共振吸收)，从低能态跃迁至高能态。
核磁共振吸收 大家知道，氢原子中电子的能量不能连续变化，只能取离散的数值。
在微观世界中物理量只能取离散数值的现象很普遍。
本实验涉及到的原子核自旋角动量也不能连续变化，只能取离散值，其中I称为自旋量子数，只能取0，1，2，3，…整数值或1/2，3/2，5/2，…半整数值。
公式中的，而h为普朗克常数。
对不同的核素，I分别有不同的确定数值。
本实验涉及的质子和氟核19F的自旋量子数I都等于1/2。
类似地，原子核的自旋动量在空间某一方向，例如z方向的分量也不能连续变化，只能取离散的数值，其中量子数m只能取I，I－1，…，－I +1，－I 共（2I+1）个数值。
自旋角动量不为零的原子核具有与之相联系的核自旋磁矩，简称核磁矩。
其大小为 其中e为质子的电荷，M为质子的质量，g是一个由原子核结构决定的因子。
对不同种类的原子核，g的数值不同，称为原子核的g因子。
值得注意的是g可能是正数，也可能是负数。
因此核磁矩的方向可能与核自旋角动量方向相同，也可能相反。
由于核自旋角动量在任意给定的z方向只能取（2I+1）个离散的数值，因此核磁矩在z方向可能取（2I+1）个离散的数值：原子核的磁矩通常用作为单位，称为核磁子。
采用作为核磁矩的单位以后，可记为。
与角动量本身的大小为相对应，核磁矩本身的大小为。
除了用g因子表征核的磁性质外，通常引入另一个可以由实验测量的物理量γ，γ定义为原子核的磁矩与自旋角动量之比： γ=μ/p=ge/2M可写成μ=γp，相应的有μZ=γpz。
当不存在外磁场时，每一个原子核的能量处在同一能级。
但是，当施加一个外磁场B后，情况发生变化。
为了方便起见，通常把B的方向规定为z方向，由于外磁场B与磁矩的相互作用能为E=－μ·B=－μZB=－γpzB=－γmB， 因此量子数m取值不同，核磁矩的能量也就不同，从而原来简并的同一能级分裂为（2I+1）个子能级。
原子谱线展宽影响因素
原子谱线展宽影响因素
原子谱线的展宽影响因素主要有以下几个：
1. 自然展宽：由于不确定原理，根据能级的寿命-动力学关系，带来阶梯状能级和电子的能级的相互作用。
具有相同能级的电子具有不同的轨道角动量，因此，即使能级相同，也会存在不同的共振频率。
这导致谱线的自然展宽。
2. 热展宽：由于热运动引起的能级展宽。
粒子在热运动中会有不同的速度和方向，这种热运动会导致粒子在瞬间与电磁波的相互作用中产生不同的能级。
这种热能使谱线展宽。
3. 动态展宽：由于粒子的共振频率与外场的频率不一致，电场波动引起的能级塌缩和不同状态之间的跃迁。
这种效应导致谱线的动态展宽。
4. 色散展宽：由于不同频率的光在物质中传播速度的差异，进而使频率组成的波包在传播过程中逐渐分离。
5. 内应力展宽：由于材料的内应力或晶体结构的缺陷造成的能级偏移或能级跃迁的频率差。
这种内应力导致谱线展宽。
6. 品质展宽：由于样品制备过程中有一定概率掺入其他的杂质或者异质区域，这会导致谱线形状的展宽。
综上所述，原子谱线展宽的影响因素是多种多样的，其中包括自然展宽、热展宽、动态展宽、色散展宽、内应力展宽和品质
展宽等因素。
不同因素会相互作用，共同影响谱线的形状和展宽程度。
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3）磁场及频率的不稳定性展宽 磁场的不稳定性＝> 破坏核磁共振条件，使谱线时隐时现
四、总结
通过对影响线宽的各种因素的分析，我 们可以根据这些因素对实验结果的影响对共 振信号进行调节，从而能更快捷地获得较理 想的实验结果。
影响共振谱线线宽的因素
——核磁共振实验口头报告 报告者：林妹金 0572441
一、实验原理
核磁共振的条件: 在与B垂直的方向上施加射频场， 当射频场的频率恰好满足
时，处于低能级态的氢就会吸收电磁波的 能量，跃迁到高能级态，发生核磁共振。
实验原理图
共振信号的观察
ห้องสมุดไป่ตู้ 等间距的共振信号
带尾波的较理想的共振信号
（2）顺磁展宽 掺入少量的顺磁盐类 ＝>形成相当大的局部磁场 ＝>使样品中的弛豫时间t1和t2下降 ＝>导致共振谱线被严重展宽
（3）仪器展宽 1）射频展宽和饱和展宽 2）磁场空间不均匀性展宽 3）磁场及频率的不稳定性展宽
1)射频展宽与饱和展宽
射频场B幅度逐步增加 ＝>自旋粒子在能级上 的平均寿命缩短＝>射频展宽
ΔB < ΔB1、ΔB2 ΔB1≈ΔB2
＝>说明磁场的不均匀性较小 磁场不均匀性对线宽的影响：
由中心位置向前或向后移动样品，峰宽逐渐增 大，峰迅速变小直至消失
三、影响因素的分析
样品的弛豫特性 谱仪的工作状态
(1) 弛豫展宽（固有展宽） 弛豫过程：由高能态回复到低能态 而不发射原来所吸收的能量的过程 自旋-晶格弛豫展宽 自旋-自旋弛豫展宽
B的幅度增加到一定程度＝>刚刚出现饱和， 此时信号达最大 ，展宽亦较明显
B的幅度进一步增加 ＝>完全饱和展宽＝>半 宽明显增大，信号幅度随之锐减
进一步增大B＝>共振信号因过分展宽而消失
2）磁场空间不均匀性展宽 磁场空间的不均匀性＝> “局部”磁场 ＝>附加的展宽 ＝>表观横向弛豫时间小于实际的横 向弛豫时间 ＝>共振信号展宽
二、实验结果
1、射频频率大小与扫场幅度对共振信号的 线宽的影响
1）射频电流增大，峰高增大 2）扫场电压增大时，峰宽变小 3）射频电流和扫场电压过大或过小都无 法观察到共振信号
2、实验测得硫酸铜水溶液的 横向弛豫时间比纯水的横向 弛豫时间短
3、磁场的不均匀性 从最佳位置向前移动1cm :ΔB1 = |B1-B0| / B0 从最佳位置向后移动1cm :ΔB2 = |B2-B0| / B0 而ΔB = |B1-B2| / B0 由测量知，