光学分析法导论自测题
光学分析法导论
第二节 光学分析法旳分类
二、光谱法
2）按电磁辐射本质分类
原子光谱（涉及离子光谱）——由原子或离子外层电子 旳跃迁产生，具有明显 旳线光谱特征
分子光谱——由分子中电子能级及分子旳振动、转动能 级旳跃迁产生，大多具有带光谱特征
第二节 光学分析法旳分类
二、光谱法
3）按辐射能传递方式分类 发射光谱——处于激发态旳原子分子或离子由高 能级跃迁回低能级或基态发射出相应旳光谱
第三节 原子光谱和分子光谱
一、原子光谱
主量子数( n )：描述核外电子是在那个电子壳层上运动。 n = 1、 2、 3、 4、 5、 6、7、••••••••
符号 K、L、M、N、O、P、Q、••••••••
角量子数( l )：描述核外电子云旳形状。
l = 0、1、 2、 3、 4、••••••••
第三节 原子光谱和分子光谱
一、原子光谱
主量子数(n)：
n =1、 2、 3、 4、 5、 6、7、••••••••
总角量子数(L)：
L= l,
对于2个价电子： L = ( l1+ l2)、 ( l1+ l2-1)、•••、 ( l1- l2)
总自旋量子数(S)：对于N个价电子：N/2, N /2 -1, N /2 -2,..,1/2,0
>2.5*105
X一射线 0.005-10nm 2.5*105 -1.2*102
高能辐射区
远紫外 10200nm 1.2*102-6.2
近紫外 200
可见光 400
近红外 0.782.5
中红外 2.550
远红外 501000m 2.5*10-2-1.2*10-4
中能辐射区
微波 0.1100cm 1.2*10-4-1.2*10-7
仪器分析考试练习题和答案
仪器分析考试练习题和答案第2章光学分析法导论【2-1】解释下列名词。
（1）原子光谱和分子光谱（2）发射光谱和吸收光谱（3）闪耀光栅和闪耀波长（4）光谱通带答：（1）原子光谱：由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱。
分子光谱：由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
（2）发射光谱：原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱。
吸收光谱：物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。
（3）闪耀光栅：当光栅刻划成锯齿形的线槽断面时，光栅的光能量便集中在预定的方向上，即某一光谱级上。
从这个方向探测时，光谱的强度最大，这种现象称为闪耀，这种光栅称为闪耀光栅。
闪耀波长：在这样刻成的闪耀光栅中，起衍射作用的槽面是个光滑的平面，它与光栅的表面一夹角，称为闪耀角。
最大光强度所对应的波长，称为闪耀波长。
（4）光谱通带：仪器出射狭缝所能通过的谱线宽度。
【2-2】简述棱镜和光栅的分光原理。
【2-3】简述光电倍增管工作原理。
答：光电倍增管工作原理：1）光子透过入射窗口入射在光电阴极K上。
2）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。
3）光电子通过电子加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经N级倍增极倍增后光电子就放大N次方倍。
4）经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来，形成阳极光电流，在负载RL上产生信号电压。
【2-4】何谓多道型检测器？试述多道型检测器光电二极管阵列、电荷耦合器件和电荷注入器件三者在基本组成和功能方面的共同点。
【2-5】请按能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外，无线电波，可见光，紫外光，X射线，微波。
答：能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线。
波长递增顺序：X 射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。
【2-6】 计算下列电磁辐射的频率和波数。
（1）波长为0.9nm 的单色X 射线； （2）589.0nm 的钠D 线； （3）12.6μm 的红外吸收峰； （4）波长为200cm 的微波辐射。
光谱分析练习题(1)
光学分析导论复习提纲重点:掌握光的本质和特性,光学分析方法的定义和分类,物质与光子相互作用的选择性。
1、光的本质是电磁波,具有波粒二象性在近代分析化学中,凡是基于物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用为基础而建立起来的一类分析方法,均称为光分析法,任何光分析法均包含有三个主要过程:(1) 能源提供能量。
(2) 能量与被测物质互相作用。
(3) 产生被检测的讯号。
按能源不同,光分析法可分为红外、紫外、x光及化学发光等光谱法;按被作用物质来分,它又可分为原子及分子光谱等;若以产生被检测讯号的辐射能的基本性质来划分,则有吸收、发射、散射、反射、折射、干涉、衍射、偏振等。
2、光分析法可分为非光谱法与光谱法两大类非光谱法是指那些不以光的波长为特征讯号,仅通过测量电磁辐射的某些基本性质(反射、折射、干涉、衍射和偏振等)的变化的分析方法。
这类方法主要有:折射法、浊度法、旋光色散法、圆二色性法、x射线衍射法和偏振法等。
光谱法是指物质与电磁波发生了能量交换,主要是以光的吸收、发射等作用而建立的分析方法,通过检测光谱的特征波长和强度来进行定性和定量分析,各种光谱法种类很多,应用甚广,是现代分析化学的重要组成部分。
3、物质对辐射吸收的选择性辐射被物质所吸收的辐射能必须满足两点要求:第一.辐射的电场和物质的电荷之间必须发生相互作用。
第二,引入的辐射能恰等于基元体系的量子化能级。
每一个基元体系,无论是核、离子、原子或分子,都具有不连续的量子化能级,所以物质只能吸收与两个能级差相等的能量,如果引入的辐射能太少或太多,就不会被吸收。
被吸收的光子的能量或频率可以通过普朗克公式求得:hν=△E=E2-E1式中,E2和E1分别为物质最终和初始的能量。
上式清楚地表明了物质对辐射吸收的选择性。
在理解上述原理的基础上,掌握以下几个名词:1)光的波粒二象性;2)光谱分析法;3)非光谱分析法;4)吸收光谱;5)原子光谱;6)分子光谱;7)原子光谱。
华中师范大学等六校合编《分析化学》(第4版)(下册)配套题库-课后习题-光学分析法导论【圣才出品】
第三章光学分析法导论1．解释下列名词（1）原子光谱和分子光谱；（2）发射光谱和吸收光谱；（3）线光谱和带光谱；（4）光谱项和光谱支项；（5）统计权重和简并度；（6）禁戒跃迁和亚稳态；（7）单重态和多重态；（8）原子发射光谱和原子荧光光谱；（9）荧光、磷光和化学发光；（10）Raman光谱。
答：（1）由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱；由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
（2）当原子受到外界能量的作用时，激发到较高能级上处于激发态。
但激发态的原子很不稳定，一般在10－8s内返回到基态或较低能态而发射出的特征谱线形成的光谱称为原子发射光谱；当基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能级，这种选择性吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。
（3）从谱线上看时线状的，谱峰很锐，很尖，谱宽大概3～10nm，主要是原子受激辐射的谱线称为线光谱。
带状的，谱峰较宽，像山峰一样，谱宽从几十纳米到几百纳米都有，主要是分子受激辐射的谱线称为带光谱。
（4）用n、L、S、J四个量子数来表示的能量状态称为光谱项，符号为n2S＋1L；把J 值不同的光谱项称为光谱支项，符号为n2S＋1L J。
（5）由能级简并引起的概率权重称为统计权重；在磁场作用下，同一光谱支项会分裂称2J＋1个不同的支能级，2J＋1称为能级的简并度。
（6）不符合光谱选择定则的跃迁称为禁戒跃迁；若两光谱项之间为禁戒跃迁，处于较高能级的原子具有较长的寿命，原子的这种状态称为亚稳态。
（7）单重态电子两两成对，单电子数为零；多重态是有两个电子自旋平行。
（8）利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的方法称为原子发射光谱；原子荧光光谱法是测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法。
（9）光照射到某些原子时，光的能量使原子核周围的一些电子由原来的轨道跃迁到了能量更高的轨道，第一激发单线态是不稳定的，当电子由第一激发单线态恢复到基态时，能量会以光的形式释放，产生的光称为荧光；如果受激发分子的电子在激发态发生自旋反转，当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时，就会发生系间窜跃，到达激发三重态，经过振动驰豫达到最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为磷光；物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象称为化学发光。
光谱分析法导论题库
光谱分析法导论1．在下列激发光源中,何种光源要求试样制成溶液？( 1 )(1)火焰(2)交流电弧(3)激光微探针(4)辉光放电2．发射光谱法用的摄谱仪与原子荧光分光光度计相同的部件是( 3 )(1)光源(2)原子化器(3)单色器(4)检测器3．在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是( 3 )(1)原子光谱(2)分子光谱(3)可见分子光谱(4)红外光谱可见光源通常使用钨灯5. 原子光谱(发射、吸收与荧光)三种分析方法中均很严重的干扰因素是( 2 )(1)谱线干扰(2)背景干扰(3)杂散干扰(4)化学干扰6. 三种原子光谱(发射、吸收与荧光)分析法在应用方面的主要共同点为( 2 )(1)精密度高,检出限低(2)用于测定无机元素(3)线性范围宽(4)多元素同时测定7. __紫外__和__可见_辐射可使原子外层电子发生跃迁.原子发射光谱法1. 几种常用光源中，产生自吸现象最小的是( 2 )(1) 交流电弧(2) 等离子体光源（即为ICP）(3) 直流电弧(4) 火花光源2. 闪耀光栅的特点之一是要使入射角α、衍射角β和闪耀角θ之间满足下列条件( 4 )(1) α=β(2) α=θ(3) β=θ(4) α=β=θ3. 当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是( 4 ) (1) K (2) Ca (3) Zn (4) Fe所以选择铁谱作为标准4. 矿物中微量Ag、Cu的发射光谱定性分析应采用的光源是(1) I CP光源(2) 直流电弧光源(3) 低压交流电弧光源(4) 高压火花光源直流电弧光源用于矿石难溶物中低含量组分的定量测定5. 下列哪种仪器可用于合金的定性、半定量全分析测定(1)极谱仪(2)折光仪(3)原子发射光谱仪(4)红外光谱仪(5)电子显微镜6. 发射光谱摄谱仪的检测器是( )(1) 暗箱(2) 感光板(3) 硒光电池(4) 光电倍增管7. 对原子发射光谱法比对原子荧光光谱法影响更严重的因素是( )(1) 粒子的浓度(2) 杂散光(3) 化学干扰(4) 光谱线干扰8. 原子发射光谱激发源的作用是提供足够的能量使试样____蒸发________ 和__激发__。
光分析导论练习题教材
光分析导论一、选择题1.在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是( )(1)原子光谱(2)分子光谱(3)可见分子光谱(4)红外光谱2.可见光的能量应为( )(1) 1.24×104～ 1.24×106eV (2) 1.43×102～71 eV(3) 6.2 ～3.1 eV (4) 3.1 ～1.65 eV3.已知：h=6.63×10-34 J s则波长为0.01nm的光子能量为( )(1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV4..频率可用下列哪种方式表示（c------光速，λ---波长，б---波数（）（1）б/c （2cб （3）1/λ （4）c/б5.光量子的能量正比于辐射的（）（1）频率（2）波长（3波数（4）传播速度6. 下列四个电磁波谱区中，请指出能量最小（），频率最小（），波数最大者（），波长最短者（）（1）X射线（2）红外区（3）无线电波（4）紫外和可见光区二、填空题( 共7题12分)1.库仑滴定分析法, 实际上是一种___________________________电解分析法.2. 任何一种分析仪器都可视作由以下四部分组成:________________________、____________________、_____________________和________________________.3. 仪器分析主要分为三大类, 它们是、和.4.用pH计测定某溶液pH时, 其信号源是__________________________________;传感器是_______________________________.5.电化学分析法是建立在基础上的一类分析方法.6.光学分析法是建立在基础上的一类分析方法.三、解释术语1.电磁波谱2.发射光谱3.吸收光谱4.荧光光谱四、计算题1.计算下列辐射的频率（Hz）和波数（cm-1）（1）0.25cm的微波束；（2）324.7nm铜的发射线。
光学分析法部分练习
光学分析法部分练习题一、选择题3.在光学原子发射光谱摄谱法定性分析时采用哈特曼光阑是为了A.控制谱带高度B.同时摄下三条铁光谱作波长参比C.防止板移时谱线产生位移D.控制谱线宽度4.下面几种常用的激发光源中，最稳定的时是A.直流电弧B.交流电弧C.电火花D.高频电感耦合等离子体5.紫外—可见吸收光谱主要决定于A.分子的振动、转动能级的跃迁B.分子的电子结构C.原子的电子结构D.原子的外层电子能级间跃迁6.原子吸收光谱是A.分子的振动、转动能级的跃迁时对光的选择吸收产生的基态原子B.吸收了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时产生的C.分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的D.基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的7.在原子吸收分析中，下列哪种火焰组成的温度最高？A.空气-乙炔B.空气煤气C.标准加入法 C.间接测定法8.在原子吸收光谱分析中，若组分比较复杂且被测组分含量比较低时，为了简便准确的进行分析，最好选择何种方法进行分析？A.工作曲线法B.内标法C.标准加入法D.间接测定法9.原子吸收测定时，调节燃烧器高度的目的是A.控制燃烧的高度B.增加燃气与助燃气预混时间C.提高试样雾化效率D.选择合适的吸光区域11.在原子吸光光度计中，目前常用的光源是A.火焰B.空心阴极灯C.氙灯D.交流电弧12.指出下列那种紫外可见光光度计常用的光源？A.硅碳棒B.激光器C.空心阴极灯 C.卤钨灯14.当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光光谱谱线最为复杂的是A.KB.CaC.ZnD.Fe17.用发射光谱进行定性分析时，作为谱线波长的比较尺的元素是A.钠B.碳C.铁D.硅19.下面几种常用的激光光源中，分析的线性范围最大的是A.直流电弧B.交流电弧C.电火花D.高频电感耦合等离子体20.与火焰原子吸收法相比，无火焰原子吸收法的重要优点为A.谱线干扰小B.试样用量少C.背景干扰小D.重现性好22.原子吸收法测定钙时，加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干扰？A.盐酸B.磷酸C.钠D.镁23.常用的紫外区的波长范围是A.200～360nmB.360～800nmC.100～200nmD.200～800nm24.光量子的能量正比于辐射的A.频率B波长 C.波数 D.周期26.若原子吸收的定量法为标准加入法时，消除下列哪种干扰？A.分子吸收B.背景吸收C.光散射D.基本效应27.荧光分析法的灵敏度比吸收光度法的灵敏度A.高B.低C.相当D.不一定谁高谁低28.原子吸收光谱仪与原子发射光谱仪在结构上的不同之处是A.透镜B.单色器C.光电倍增管D.原子化器32.在原子吸收分析的理论中，用峰值吸收代替积分吸收的基本条件之一是A.光源发射线的半宽度要比吸收线的半宽度小得多B.光源发射线的半宽度与吸收线的半宽度相当C.吸收线的半宽度要比光源发射线的半宽度小得多D.单色器能分辨出发射谱线，即单色器必须有很高得分辨率35.在原子吸收分析中，由于某种元素含量太高，已经进行了适当的稀释，但由于浓度高，但测量结果偏离矫正曲线，要改变这种情况，下列哪种方法可能是最有效的？A.将分析线改用非共振线 C.继续稀释到能测量为止C.改用标准系列浓度D.缩小读数标尺36.在原子吸收分析法中，被测定的元素的灵敏度、准确度在很大程度上取决于A.空心阴极灯B.火焰C.原子化系统D.分光系统39.在荧光光谱中，测量时，通常检测系统与入光的夹角呈A.180°B.120 °C.90°D.45°40.空心阴极灯内充的气体是A.大量的空气B.大量的氖或氩等惰性气体C.少量的空气 C.少量的氖或氩等惰性气体41.原子化器的主要作用A.将试样待测元素转化为基态原子B.将试样待测元素转化为激发态原子C.将试样待测元素转化为中性分子D.将试样待测元素转化为离子43.在石墨炉原子转化器中，应采用下列哪种气体作保护气？A.乙炔B.氧化亚氮C.氢D.氩二、填空题2.原子吸收法测量值，要求发射线与吸收线的一致，且发射线与吸收线相比，要窄得多，产生这种发射线的光源，通常是。
第二章 光学分析法导论(2)
属组成。两片金属处于相同平面上且相互平行。
入射狭缝可看作是一个光源，在相应波长位置， 入射狭缝的像刚好充满整个出射狭缝。 有效带宽：整个单色器的分辨能力除与分光元件的色 散率有关外，还与狭缝宽度有关。即单色器的分
辨能力（有效带宽S）应由下式决定：
W DS
D=线色散率；W=狭缝宽度。当单色仪的色散率固定时，波长间隔将
与PDA相比，CTD最大的优势在于其二维特性，可作为影像检测 器，在电视及航空等领域有广泛应用。
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2. 热检测器 包括：热电偶，热释电检测器及热辐射计。 这类检测器主要用于红外及Raman光谱分析 中，拟在以后相关章节作介绍。
2012-12-27
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不同：波长小的则衍射角小，谱线靠近0级；波 长大的，衍射角大，谱线距0级较远； 同样对于二级光谱而言，也有同样的情况。但可 能造成二级光谱与一级光谱的重叠，而且具有最
大强度的光处于0级（为未分开的白光）！
2012-12-27 12镜观察屏
f
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光栅的光学特性
K 角色散率d/d： d d d cos 线色散率D1: dl d Kf Kf f ( < 20o ） d d d cos d
第二章 光学分析法导论（2） (Optical methods of Analysis)
2012-12-27
1
2.3 光谱法仪器
以紫外-可见光为例，光吸收遵循Lambert-Beer定律
吸光度
I0 A lg bc I
摩尔吸光系数
物质的量浓度 吸收光程
构建仪器
1）测量入射光强度I0，和出射光强度I； 2）单色器； 3）对数转换器。
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光学分析法导论自测题
1. 电磁辐射的二象性是指:
A．电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成；
B．电磁辐射具有波动性和电磁性；
C．电磁辐射具有微粒性和光电效应；
D．电磁辐射具有波动性和微粒性。
2. 光量子的能量与电磁辐射的哪一个物理量成正比？
A．频率；B．波长；C．波数；D．周期。
3. 可见光区、紫外光区、红外光区、无线电波区四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为
A．紫外区和无线电波区；
B．可见光区和无线电波区；
C．紫外区和红外光区；
D．可见光区和红外光区。
4. 有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的
A．能量越大；B．频率越高；C．波长越长；D．波数越大。
5. 波长为0.0100nm的电磁辐射的能量是多少eV？(已知)
A．0.124； B．12.4eV； C．124eV；D．eV。
6. 下列四种波数的电磁辐射，哪一种是属于可见光区？
A. B. C. D.
7. 频率为MHz的电磁辐射是处在哪个光区？
A．紫外光区；B．可见光区；C．红外光区；D．无线电波区。
8. 可见光的能量是在下列的哪个范围内？(已知)
9. 当光由空气(n＝1.00027)通过玻璃(n约为1.5)时，在每一个空气－玻璃介面上，光能损失约为多少？
A．2％；B．4％；C．6％；D．8％。