原子发射光谱实验
高中物理原子发射实验教案
高中物理原子发射实验教案
实验目的：通过观察原子在激发下发射光线的现象，了解原子结构和光谱现象。
实验材料：汞灯、扩展器、光栅、光电管、示波器、功率源等。
实验步骤：
1. 将汞灯放置在实验台上，并将扩展器对准汞灯形成的光线束。
2. 将光栅插入扩展器中，调整其角度，使得入射光线发生衍射。
3. 将光电管放置在一定位置，并确保其与光线束垂直。
4. 将示波器接入光电管，调节示波器参数，观察输出的光谱信号。
5. 调节功率源的电压和电流，改变激发原子的条件，观察信号的变化。
实验原理：当原子受激发时，会发射特定波长的光线，形成特定的光谱线。
通过光栅的衍射效应，可以将这些光谱线进行分散，使其能够被光电管捕获并转化为电信号。
最终，利用示波器可以观察到这些信号的波形，从而得到原子发射的光谱信息。
实验注意事项：
1. 操作时要注意安全，避免触电和光线伤害。
2. 实验过程中要注意调节光电管和示波器参数，保证信号清晰可见。
3. 实验结束后要关闭功率源和示波器，注意归还实验材料并清理实验台面。
实验结果分析：根据观察到的光谱信号波形和频率，可以推断出激发原子的波长和能级情况。
通过实验数据的分析，可以进一步了解原子结构和光谱现象。
拓展实验：可以尝试使用其他原子源或改变激发条件，观察不同原子的发射光谱，进一步探索原子结构和光谱现象的规律。
（备注：实验的具体步骤和参数设置可以根据实际情况进行调整，以确保实验的顺利进行和结果的准确观察。
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化学实验报告原子发射光谱法
原子发射光谱法-摄谱和译谱一、实验目的和要求1、熟悉光谱定性分析的原理；2、了解石英棱镜摄谱仪的工作原理和基本结构；3、学习电极的制作摄谱仪的使用方法及暗室处理技术；4、学会用标准铁光谱比较法定性判断试样中所含未知元素的分析方法；5、根据特征谱线的强度及最后线出现的情况对元素含量进行粗略的估计；6、掌握映谱仪的原理和使用方法。
二、实验内容和原理1、摄谱原子在受到一定能量的激发后，其电子在由高能级向低能级跃迁时将能量以光辐射的形式释放，各种元素因其原子结构的不同而有不同的能级，因此每一种元素的原子都只能辐射出特定波长的光谱线，它代表了元素的特征，这是发射光谱定性分析的依据。
一个元素可以有许多条谱线，各条谱线的强度也不同。
在进行光谱定性分析时，并不需要找出元素的所有谱线，一般只要检查它的几条(2~3条)灵敏线或最后线，根据最后线(灵敏线)是否出现，它们的强度比是否与谱线所表示的相符，就可以判断该元素存在与否。
经典电光源的试样处理：1)固体金属及合金等导电材料的处理棒状金属表面用金刚砂纸除氧化层后，可直接激发。
碎金属屑用酸或丙酮洗去表面污物，烘干后磨成粉末状后，最好以1:1与碳粉混合，在玛瑙研钵中磨匀后装入下电极孔内再激发。
2)非导体固体试样及植物试样非金属氧化物、陶瓷、土壤、植物等试样经灼烧处理后，磨细，加入缓冲剂及内标，置于石墨电极孔中用电弧激发。
3)液体试样处理液体样品经稀释后，滴到用液体石蜡涂过的平头石墨电极上，在红外灯下烘干后进行光谱分析。
摄谱法是用感光板记录光谱。
将光谱感光板置于摄谱仪焦面上，接受被分析试样的光谱作用而感光，再经过显影、定影等过程后，制得光谱底片，其上有许多黑度不同的光谱线。
然后用影谱仪观察谱线位置及大致强度，进行光谱定性及半定量分析。
用测微光度计测量谱线的黑度，进行光谱定量分析。
用发射光谱进行定性分析通常采用在同一块感光板上并列地摄取试样光谱和铁光谱，然后借助光谱投影仪使摄得的铁光谱与“元素标准光谱图”上的铁光谱重合，从“元素标准光谱图”上标记的谱线来辨认摄得的试样谱线。
实验一原子发射光谱定性半定量分析
1. 光谱半定量分析
与目视比色法相似；测量试样中元素的大致浓度范围； 应用：用于钢材、合金等的分类、矿石品位分级等大批 量试样的快速测定。 谱线强度比较法：测定一系列不同含量的待测元素标准 光谱系列，在完全相同条件下(同时摄谱)，测定试样中待测 元素光谱，选择灵敏线，比较标准谱图与试样谱图中灵敏线 的黑度，确定含量范围。
7）其余可能干扰的元素，应逐个检查它们的灵敏线，如 某元素的灵敏线光谱中没有，则认为不存在这个元素的干扰。 如在光谱中有其灵敏线，可能是分析元素谱线上叠加干扰元 素的的谱线。在这种情况下，进行下一步骤，以期得出肯定 判断。
8）在该线附近再找出一条干扰元素的谱线（与原干扰强 度相同或稍强一些）进行比较，如该分析元素灵敏线黑度大 于或等于找出的干扰元素谱线的黑度，则可判定分析元素存 在。例：样品中含铁量高时。则锆3438·23A被铁3438·31A （强度10）所重叠，可与铁3437·95A（强度15）的黑度比较， 如锆3438·23A的黑度大于或等于铁3437·95A时可确定锆的存 在，又如钼3170·347A与铁3170·346A重叠时，可用铁 3171·663A的黑度比较，确定钼是否存在。
5、换新的石墨电极。其它条件不变。推光阑至|6|和|7|，在低 电流和高电流下重复对该样品摄谱。
6、暗室操作 在红灯下从暗盒中取出摄好谱的干板，乳剂面向上放入 18~20℃的显影液中，显影2分钟半。定影2分钟。半定影8分钟， 取出用水充分冲洗晾干。
7、识谱（铁光谱比较法）
1）谱片置于映谱仪置片台上
测量各元素特征光谱的波长和强度便可对元 素进行定性和定量分析。
原子发射光谱法的特点
原子发射光谱法灵敏度高，10-3-10-9g； 选择性好；可同时分析儿十种元素； 线性范围宽，约2个数量级，但若采用电感 藕合等离子体光源，则线性范围可扩大至 6-7个数量级； 不足之处：是谱线干扰较严重，对一些非 金属元素还不能测定。
原子发射光谱实验报告doc
原子发射光谱实验报告.doc 实验报告：原子发射光谱实验一、实验目的原子发射光谱法是一种通过观测物质内部原子发射的特定光波长来分析物质成分的方法。
本实验旨在通过观察和测量不同元素在火焰中的原子发射光谱，了解和掌握原子发射光谱的基本原理，以及其在元素分析中的应用。
二、实验原理当物质中的原子受到外部能量的激发时，它们会从基态跃迁到激发态，然后从激发态回到基态时，会释放出特定波长的光。
不同元素的原子具有不同的能级结构，因此它们发射的光波长也不同。
通过测量这些光波长及其对应的强度，可以确定物质中元素的种类和含量。
三、实验步骤1.样品制备：选取具有代表性的样品，将其研磨成粉末，与一定比例的酸混合均匀。
2.制备标准溶液：配置不同浓度的标准溶液，以确定最佳的测量条件。
3.安装雾化器：将样品溶液倒入雾化器中，安装至原子发射光谱仪的气体入口。
4.开启燃气和助燃气：点燃燃气和助燃气，产生火焰。
5.调整工作参数：根据标准溶液的测量结果，调整仪器的工作参数，如光源电压、光阑孔径等。
6.测量光谱：观察火焰中的原子发射光谱，记录各个元素的特征谱线。
7.数据处理与分析：根据测量结果，利用相关软件计算元素的含量。
四、实验结果及数据分析本次实验选取了多种元素进行测量，以下是其中几种元素的测量结果：求。
通过本次实验，我们成功掌握了原子发射光谱法的基本原理及其在元素分析中的应用。
通过对不同元素的原子发射光谱进行观察和测量，我们可以准确地确定物质中元素的种类和含量。
这对于实际生产和科研中元素的定量分析具有重要意义。
五、结论本次实验通过观察和测量不同元素在火焰中的原子发射光谱，了解了原子发射光谱的基本原理和其在元素分析中的应用。
实验结果表明，利用原子发射光谱法可以准确地确定物质中元素的种类和含量。
该方法具有操作简便、快速、准确等优点，对于实际生产和科研中元素的定量分析具有指导意义。
六、建议与展望尽管本次实验取得了较好的结果，但仍有一些方面可以改进和提升：1.在实验过程中，应严格控制燃气和助燃气的比例，以获得最佳的火焰效果和稳定的测量结果。
实验31-原子发射光谱观测分析(实验报告)
实验31（A ）原子发射光谱观测分析【实验目的】1． 学会使用光学多通道分析器的方法2． 通过对钠原子光谱的研究了解碱金属原子光谱的一般规律3． 加深对碱金属原子中外层电子与原子核相互作用以及自旋与轨道运动相互作用的了解【实验仪器】光学多通道分析器、光学平台、汞灯、钠灯、计算机【原理概述】钠属碱金属原子类，碱金属原子和氢原子一样，都只有一个价电子。
但在碱金属原子中除了一个价电子外，还有内封闭壳层的电子，这些内封壳层电子与原子核构成原子实。
价电子是在原子核和内部电子共同组成的力场中运动。
原子实作用于价电子的电场与点电荷的电场有显著的不同。
特别是当价电子轨道贯穿原子实时（称贯穿轨道），这种差别就更为突出。
因此，碱金属原子光谱线公式为：()()222*12*211~ll n R n R n n R μμν--'-'=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=' 其中ν~为光谱线的波数；R 为里德堡常数。
n '与n 分别为始态和终态的主量子数*2n 与*1n 分别为始态和终态的有效量子数l '与l 分别为该量子数决定之能级的轨道量子数l ''μ与l μ分别为始态和终态的量子缺（也称量子改正数，量子亏损）根据就的波尔理论，在电子轨道愈接近原子中心的地方，μ的数值愈大。
当轨道是贯穿轨道实，μ得数值还要大些。
因为这时作用在电子上的原子核的有效电荷Z eff 有很大程度的改变。
在非常靠近原子核的地方，全部核电荷作用在电子上。
而距离很远的，原子核被周围电子屏蔽，以致有效核电荷1→eff Z 。
因此s 项的μ值最大，而对p 项来说就小一些，对于d 来说还更小，由此类推。
因而量子缺μ的大小直接反映原子实作用于价电子的电场与点电荷近似偏离的大小对于钠原子光谱分如下四个线系主线系：s np 3~→=ν锐线系：p ns 3~→=ν漫线系：p nd 3~→=ν基线系：d nf 3~→=ν对于某一线系谱线的波数公式可写为：()2~l nT n R A μν--= 其中 为常数，称为固定项。
实验原子发射光谱定性分析简
3） 分析线的选择
前已述及，要判断一个元素的存在与否，至少要有2~3条灵 敏线作分析线。这些光谱线有光谱数据表供查阅。如1971年中 国工业出版社《光谱线波长表》
4）光谱的识别方法——释谱 根据谱图确定样品中元素存在与否的过程叫释谱
2 ）光谱分析中几个基本术语
2 ）光谱分析中几个基本术语
（１） 分析线：用来判断元素存在与否的一组谱线称之为分析 线。
（２） 鬼线：光谱图上不明原因的谱线称为“鬼线”。
尽管只有符合光谱选律的跃迁才产生光谱，但由于原子结构有 的简单，有的复杂，简单的只有几条谱线，复杂的多至数千条。 在光谱分析中，虽然没有必要把所有的谱线都找出来，但也不 能只凭一条谱线的出现来确定元素的存在与否，这是因为在光 谱图上不明原因的谱线很多，光谱学上称这些不明原因的谱线 为“鬼线”。
谱线(分析线）并放大20倍的谱图片，铁谱起到标尺的作用。
元素特征谱线图：图上标示了68种常用元素特征谱线的位置和灵 敏度。
在分析时用来确定某元素存在与否。在对样品谱板进行分析时， 如果发现底版上这些位置有谱线，就说明有可能就是该线上边所 标元素的光谱线。根据此信息，我们可以寻找此元素的其他谱线， 从而确定此元素是否存在。
在元素特征谱线图，标有元素符号，表明此元素可以发 射此波长谱线。
元素符号下的数字——指元素符号下面的数字，谱线的 波长本来用五位数字表示，前两位从波长标尺读出，后 三位被列在元素符号的下面。如：
Mo9R3798Å .3
98.3
元素右上角的数字——表示十分制的谱线灵敏度标记，其具 体意义如下：
原子发射光谱法(aes)
通过测量待测样品中某一元素的特征谱线强度，与已知浓度的标准样品进行比 较，大致确定待测样品中该元素的含量范围。
定性分析
谱线识别法
通过对比已知元素的标准谱线与待测样品的谱线，确定待测样品中存在的元素种 类。
特征光谱法
利用不同元素具有独特的特征光谱，通过比对特征光谱的差异，确定待测样品中 存在的元素种类。
电热原子化器利用电热丝加热 ，使样品中的元素原子化。
化学原子化器利用化学反应将 样品中的元素转化为气态原子
。
光源
01 光源用于提供能量，使样品中的元素原子 化并产生光谱信号。
02 光源类型有多种，如电弧灯、火花放电灯 等。
03
电弧灯利用电弧放电产生高温，使样品中 的元素原子化。
04
火花放电灯利用高压电场使气体放电，产 生高温，使样品中的元素原子化。
原子发射光谱法(AES)
目 录
• 原子发射光谱法(AES)概述 • AES的仪器与设备 • AES的样品制备与处理 • AES的分析方法与技术 • AES的优缺点与挑战 • AES的未来发展与展望
01 原子发射光谱法(AES)概 述
定义与原理
定义
原子发射光谱法(AES)是一种通过测量物质原子在受激发态跃迁时发射的特定波长的光来分析物质成分的方法。
02
发射光谱仪通常包括电 子激发源、真空系统、 光学系统、检测器等部 分。
03
电子激发源用于产生高 能电子，激发原子或离 子，使其跃迁至激发态。
04
真空系统用于维持仪器 内部的高真空环境，减 少空气对光谱信号的干 扰。
原子化器
01
02
03
04
原子化器是将样品转化为原子 蒸气的装置。
观察原子光谱实验报告
一、实验目的1. 熟悉原子光谱的基本原理和实验方法；2. 通过观察氢原子光谱，了解原子能级结构；3. 掌握光谱仪的使用方法，提高实验操作技能。
二、实验原理原子光谱是原子在激发态向基态跃迁过程中，释放或吸收的能量以光子的形式发射（或吸收）出来的。
由于原子能级是量子化的，因此发射（或吸收）的光子的能量也是量子化的，从而产生了一系列特定波长的光谱线。
氢原子光谱是最简单、最典型的原子光谱，具有明显的规律性。
本实验采用光栅光谱仪观察氢原子光谱，通过分析光谱线，了解氢原子的能级结构，并计算里德伯常数。
三、实验仪器与材料1. 光栅光谱仪；2. 氢气发生装置；3. 氢灯；4. 激光笔；5. 记录纸；6. 计算器。
四、实验步骤1. 将氢气发生装置连接到氢灯上，确保氢气供应稳定；2. 打开氢灯，预热5-10分钟；3. 将光栅光谱仪调整至适当位置，确保光谱仪光轴与氢灯出光方向一致；4. 调整光谱仪的狭缝宽度，使光谱清晰；5. 观察氢原子光谱，记录光谱线位置及亮度；6. 利用激光笔标出光谱线位置，便于后续数据处理；7. 将记录纸放入光谱仪，进行光谱记录；8. 关闭氢灯，结束实验。
五、实验结果与分析1. 观察到氢原子光谱呈现出一系列特定波长的光谱线，位于可见光区域；2. 通过数据处理，得到氢原子光谱巴尔末系前几条谱线的波长；3. 根据巴尔末公式，计算里德伯常数。
六、实验讨论1. 实验过程中，氢气供应的稳定性对光谱观测结果有较大影响，应确保氢气供应充足、稳定；2. 光栅光谱仪的狭缝宽度对光谱观测结果有一定影响，应调整至合适宽度；3. 实验过程中，注意观察光谱线亮度变化，以判断光谱观测结果的准确性；4. 实验结果与理论值存在一定误差，可能由于仪器精度、实验操作等因素引起。
七、实验总结通过本次实验，我们了解了原子光谱的基本原理和实验方法，观察到了氢原子光谱，并计算了里德伯常数。
实验过程中，我们掌握了光谱仪的使用方法，提高了实验操作技能。
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原子发射光谱实验
原子发射光谱实验是一种使用气体放电或火焰等方式，将原子激发到高能级，然后观察它们发射的特定波长的光的实验。
这种实验可以用来研究原子的能级结构和光谱特性。
实验过程中，首先需要选择要研究的原子或分子，并将其置于合适的激发条件下。
常用的激发方法包括电火花、电弧放电、电解质溶液中的电解过程等。
激发后的原子会从高能级跃迁到低能级，释放出特定波长的光。
通过将激发后的光通过光栅或单色仪进行分光，可以分离出不同波长的光，并使用光谱仪进行定量分析。
根据不同元素或分子的能级结构不同，它们在发射光谱上的特征波长也不同，因此可以通过观察和测量光谱图谱来确定元素或分子的存在和浓度。
原子发射光谱实验广泛应用于化学、物理、天文学等领域。
在化学分析中，可以用于元素的定性和定量分析；在物理研究中，可以用于研究原子能级结构和原子物理过程；在天文学中，可以用于研究远星中的元素组成和物质结构等。
原子发射光谱实验是一种重要的实验方法，为我们深入了解原子和分子的能级结构和光谱特性提供了有力的工具。