光谱分析仪器
光谱分析仪操作流程
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光谱分析仪器有哪些
光谱分析仪器有哪些光谱分析仪器是一类广泛应用于科学研究、工业生产以及环境监测等领域的仪器设备。
它们通过测量不同波长的光在样品中的吸收、发射或散射情况，从而获得样品的光谱信息。
根据不同的工作原理和应用领域，光谱分析仪器可以分为多种类型。
一、紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计是一种常用的光谱分析仪器，它能够测量样品在紫外至可见光波段的吸收情况。
它主要由光源、光栅、样品池和光电探测器等部分组成。
通过此种仪器，我们可以测量物质的吸收光谱，从而分析样品的化学组成以及浓度等相关信息。
二、红外光谱仪红外光谱仪是利用物质在红外波段的吸收特点进行分析的仪器。
它主要由红外光源、样品室、光栅、检测器等组成。
红外光谱仪在有机化学、药学、食品安全等领域有着广泛的应用。
通过红外光谱仪，我们可以获得样品的红外吸收光谱，从而对样品的化学结构以及功能团进行分析。
三、质谱仪质谱仪是一种可进行分析和鉴定的高灵敏度仪器。
它主要由离子源、质谱分析器和检测器等组成。
质谱仪广泛应用于有机物、生物大分子以及环境样品等的分析。
通过质谱仪，我们可以得到样品的质谱图谱，并且可以鉴定样品的分子结构以及化学组成。
四、原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪是一种用于定量测定金属元素的仪器。
它的工作原理是利用样品中金属元素在特定波长的光照射下，吸收光的强度与金属元素的浓度成正比。
通过原子吸收光谱仪，我们可以测定样品中金属元素的含量，对于环境监测和质量控制等具有重要的意义。
五、核磁共振仪核磁共振仪是一种利用核磁共振现象来获得样品结构和相关信息的分析仪器。
它主要由磁场系统、射频系统以及探测系统等组成。
核磁共振仪广泛应用于有机化学、生物化学以及材料科学等领域。
通过核磁共振仪，我们可以确定样品的结构、分子间的相互作用以及动力学参数等。
光谱分析仪器在科学研究和工业生产中有着重要的应用价值。
不同类型的光谱分析仪器都具有各自的特点和优势，在不同领域有着不可替代的作用。
随着科学技术的不断进步和发展，光谱分析仪器的性能和应用也将不断得到提升和扩展，为相关领域的研究和发展提供更加精确和可靠的分析手段。
光谱分析仪器的组成部件
光谱分析仪器的组成部件光谱分析仪器光谱分析仪器是测量发光体的辐射光谱，常见的发射，吸收，荧光货散射的光谱分析，虽然仪器构造不同，但是组成的光谱仪大致相同的。
由五个部件组成：辐射源，单色器，试样的容器，检测器和信号处理器（读出装置）各类仪器的裣测器和信号处理器两个部分基本相同。
发射光谱法不需外加辐射源，因样品本身就是发射体，样品的容器就是电弧、火花或火焰。
吸收、荧光和散射光谱法都需辐射能源。
吸收光谱的光源辐射经波长选择器后通过样品，光源、样品和检测器都处于一条直线上；而对于荧光或敢射辑射，通常检测器的位置与光源具有一定的角度（90°)。
根据波长区域的不同，对各种部件的功能和性能总的要求大体类似，但是具体的要求又有所区别。
下面对这些部件分别进行介绍：一、辐射源光谱分析中，光源必须具有足够的功率并且要求稳定。
一般连续光源主要用于分子吸收法，线光源用于荧光、原子吸收和拉曼散射法。
1.紫外、可见和近红外辐射的连续光源(1)紫外连续光源。
紫外区的连续光源可在低气压下用电能激发氢或氘而获得，例如髙压氢灯，低压氢灯。
(2)可见连续光源。
例如钨灯，氙弧灯。
(3)红外连续光源。
例如Nemst灯，炽热的碳硅棒光源，白炽金属丝光源等。
2.线光原例如金属蒸气灯、空心阴极灯，激光器等。
二、单色器其主要作用是把多色辐射色散成只含限定波长区域的谱带。
紫外、可见和红外辐射用的单色器在机械结构方面相类似，都使用狭缝、透镜、反射镜、窗口和棱境（或光栅)。
但视所用波长区域的不同，用以制作这些部件的材料也有所区别。
在350nm以下通常采用石英棱镜，在350~2000nm范围内同样大小的玻璃棱镜的分辩本领比石英为优。
因为它的折射率随波长的改变值较大。
三、样品容器与单色器的光学元件一样，样品池必须用能透过所研究的光谱区域辐射的材料制成。
在紫外区（低于350nm)应采用石英或熔凝石英，这两种材料在可见区到大约3/xm 的红外区域也都是透明的。
傅立叶红外光谱仪的使用方法
傅立叶红外光谱仪的使用方法傅里叶红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR）是一种常用的光谱分析仪器，主要用于红外光谱的测量和分析。
它基于傅式变换原理，通过分析物质与红外辐射相互作用后的吸收和散射特性，来推断和研究物质的组成、结构和化学键信息。
下面将介绍FTIR的使用方法，以帮助用户正确操作和获取有效的红外光谱数据。
1.准备工作：a.温度和湿度控制：确保实验室环境的温度和湿度稳定，因为红外光谱受环境的影响较大。
b.校准光谱仪：使用标准样品校准仪器，以确保测量结果的准确性。
c.准备样品：样品应以适当的形式（固体、液体或气体）加载到样品室中。
2.启动傅立叶红外光谱仪：a.打开仪器运行电源，并确保仪器的供电稳定。
b.启动仪器操作系统，并打开相应的光谱测量软件。
3.样品装载：a.根据样品类型和性质，选择适当的样品室（固体、液体或气体）。
b.将待测样品放置于样品室中，确保样品与样品室接触良好，并不得对样品进行损坏。
4.光谱测量参数设置：a.选择辐射源：根据需要选择合适的辐射源，如硅卡宾（SiC）或镉汞灯。
b.选择检测器：根据需要选择适当的检测器，如硫化碲（PbTe）或偏硒化镉（HgCdTe）。
c. 选择波数范围：根据需要选择适当的红外波数范围，常用范围为4000至400 cm-1d. 设置光程（optical path length）：根据样品的特性和信噪比需求来设置光程。
5.傅立叶变换红外光谱测量：a.对于固体样品：在测量之前，可以先进行一个光谱背景测量，然后将样品放入样品室中，并进行样品信号的测量。
最后，通过减去背景信号得到有效样品光谱。
b.对于液体样品：将样品倾倒在透明的盖玻片上，并将盖玻片严密地放入透射池中。
进行光谱背景测量和样品光谱测量。
c.对于气体样品：使用气体透射池或气室进行测量，首先进行光谱背景测量，然后将气体样品输入透射池或气室中进行样品信号的测量。
光谱分析仪器有哪些
光谱分析仪器有哪些光谱分析是一种利用光学原理来进行检测、分离和定量分析的方法。
光谱分析技术被广泛应用于化学、生物、环境科学等领域，可以对各种物质进行分析和鉴定。
光谱分析需要用到相应的仪器设备，下面将就几种光谱分析仪器进行介绍，主要包括紫外可见分光光度计、红外光谱仪、拉曼光谱仪和荧光光谱仪。
一、紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计（UV-Vis Spectrophotometer）是通过发射电磁波并测量样品反射、散射或透射光线的强度来获得样品的吸收谱的仪器。
这种仪器适用于吸收性变化比较明显的样品，如有机化合物、无机中间体和材料等。
紫外可见分光光度计主体部分由专门的光源系统、单色器、样品室、检测系统和计算机控制系统构成。
该仪器操作简便、分辨率高、速度快、灵敏度高且最小检测量低。
二、红外光谱仪红外光谱仪（Infrared Spectrometer）是一种检测物质的振动和旋转能级交互作用，从而确定样品分子结构和成分的仪器，适用于分析有机化合物、聚合物、大分子化合物、生物分子等。
这种仪器使用的光谱区域为4000-400cm^-1，所检测到的信号是样品分子的吸收能级信号。
红外光谱仪通常包括光源、样品室、单色仪和探测器。
其主要优点包括测试非破坏性、易于实施等特点。
三、拉曼光谱仪拉曼光谱仪（Raman Spectroscope）是一种通过测量样品散射的弱激发的光线来检测分子、化合物、晶体等物质结构信息的仪器。
在该仪器中，通过激发激光束与样品相互作用，使样品分子发生振动并产生散射光，在样品散射光束过程中捕获弱散射光，并通过光谱仪对弱散射光进行测量。
拉曼光谱仪适用于检测无色、无味、无毁坏性物质的结构，如高分子材料、生物大分子、有机/无机化合物等。
四、荧光光谱仪荧光光谱仪（Fluorescence Spectrometer）是一种通过制作激发光与样品相互作用导致样品吸收激发能而产生荧光的现象，然后进行检测的仪器。
测量样品在激发过程中释放出荧光，通过检测样品中的荧光信号来识别样品的不同成分和结构信息。
光谱分析仪操作规程
光谱分析仪操作规程一、引言光谱分析仪是一种用于测量物质的光谱特性的仪器，广泛应用于化学、物理、生物、环境等领域。
为了正确操作光谱分析仪，保证测量结果的准确性和可靠性，特制定本操作规程。
二、仪器准备1. 确保光谱分析仪处于工作状态，检查电源是否正常。
2. 根据需要选择合适的光源和检测器，并正确安装到仪器中。
3. 预热仪器至适当温度，使其稳定在工作状态下。
三、样品准备1. 样品选择：根据实验目的选择适当的样品，并确保样品纯度和稳定性。
2. 样品处理：根据需要对样品进行处理，如溶解、稀释等。
3. 样品装载：将样品装载到合适的样品池中，确保样品与光线之间的正常传输。
四、操作步骤1. 打开软件：启动光谱分析仪软件，并确保与仪器的连接正常。
2. 设置实验条件：根据实验要求，设置光源的波长、光强度、扫描速度等参数。
3. 背景扫描：进行背景扫描，以消除仪器本底带来的干扰。
4. 样品扫描：将预处理好的样品装载至样品池中，点击开始扫描按钮，记录扫描得到的光谱数据。
5. 数据处理：根据需要，对扫描得到的光谱数据进行处理，如峰位分析、峰面积计算等。
6. 实验记录：将实验过程中的关键数据和观察结果记录下来，以备后续分析使用。
五、注意事项1. 操作过程中应严格按照仪器使用说明书和操作规程进行操作，避免不必要的误差和损坏。
2. 注意光谱分析仪在工作过程中的温度变化，过高过低都可能影响测量结果，建议在室内稳定环境下进行操作。
3. 避免样品交叉污染，每次测量前应清洁样品池，并确保待测样品没有残留。
4. 注意光源和检测器的灵敏度和稳定性，定期进行校准和维护，确保测量结果的准确性和可靠性。
5. 实验结束后，及时关闭仪器电源并进行清洁保养，保持仪器的正常运行状态。
六、结语通过本操作规程，我们可以正确使用光谱分析仪，对物质的光谱特性进行准确测量。
在实验过程中，要注意仪器的操作方法和注意事项，以保证测量结果的准确性和可靠性。
希望本规程对广大用户使用光谱分析仪有所帮助。
光谱分析仪器的组成部件
光谱分析仪器的组成部件光谱分析仪器是一种在光学、电学、计算机技术等方面应用的现代化分析仪器，它是通过测量物质对辐射（如热辐射、可见光、紫外光等）的吸收、发射、散射等现象，来确定有关物质的结构、组成、性质等信息。
光谱分析仪器的组成部件可以分为样品处理、光学系统、检测系统和数据处理系统等几个部分。
1. 样品处理系统样品处理系统是光谱分析仪器的前置设备，主要作用是将样品转化为可供光谱测量的状态。
样品处理系统的组成通常包括样品采集、样品预处理、样品转化等。
以下是样品处理系统的具体组成：1.1 样品采集样品采集包括采样器和样品输送系统，用于收集物质的样品或物质，并将其输送到样品室等待处理。
在样品采集中，需保证样品的来源及保存条件，以避免不必要的干扰和误差出现。
1.2 样品预处理样品预处理主要是为了去除样品中的杂质、消除干扰和减小基体影响。
通常包括过滤、稀释、提取、分离等处理过程。
1.3 样品转化样品转化是将样品转化为适合测量的状态，如气态、液态、固态或溶液状态。
通常采用的样品转化方法有热解、水解、氧化还原等。
2. 光学系统光学系统是光谱分析仪器的核心部分，它主要用来处理和分析样品透过的或发出的光谱信息。
光学系统通常包括光源、光学元件、样品室和检测器。
以下是光学系统的具体组成：2.1 光源光源是光学系统的重要组成部分，通常使用的有白炽灯、氙灯、钨丝灯等。
不同的光源适用于不同的波段，并可根据需要进行选择。
2.2 光学元件光学元件是调节和控制样品透过的或发出的光的传输、分布和能量等的重要组成部分。
其中主要包括棱镜、光栅等。
2.3 样品室样品室是用来安放样品的器件，主要是为了保证测量安全、减少污染和保持稳定性，通常设计为恒温环境，并装有防止外界干扰的屏蔽系统。
2.4 检测器检测器是光学系统的重要节点之一，主要用来测量样品透过的或发出的光的强度并将其转化为电信号。
通常使用的检测器有光电倍增管、半导体探测器等。
3. 检测系统检测系统是用来测量和记录样品透过或发出的光的特征，并将其转化为数据信号或图形信号以便进行后续的分析和处理。
光谱分析仪器有哪些
光谱分析仪器有哪些光谱分析是一种基于物质与光之间的相互作用关系来研究物质性质的方法。
光谱分析仪器是用来测定、记录和分析物质吸收、发射或散射光的设备。
光谱分析仪器广泛应用于化学、生物、环境、材料等领域。
本文将介绍光谱分析仪器的主要类型和应用。
一、紫外-可见光谱仪紫外-可见光谱仪是一种测量物质对紫外光和可见光的吸收或发射的仪器。
它在紫外光（200-400 nm）和可见光（400-800 nm）范围内具有较高的灵敏度和精确度。
紫外-可见光谱仪主要由光源、样品室、棱镜或光栅、检测器等组成。
该仪器常用于药学、环境监测、食品安全等领域的质量控制和研究。
二、红外光谱仪红外光谱仪是用来测量物质对红外光的吸收或发射的仪器。
红外光谱（4000-400 cm^-1）区域包含了许多有关物质分子结构和化学键的信息。
红外光谱仪主要由光源、干涉仪、检测器等组成。
它广泛应用于有机化学、无机化学、材料科学等领域的结构分析和鉴定。
三、拉曼光谱仪拉曼光谱仪是一种用来测量物质散射的仪器。
拉曼光谱基于拉曼散射现象，通过测量物质散射光的频率偏移来获得物质分子的结构和振动信息。
拉曼光谱仪主要由激光器、样品室、光栅、检测器等组成。
它在化学、材料科学、生物医学等领域具有重要应用价值。
四、质谱仪质谱仪是一种用来测定物质分子质量和结构的仪器。
质谱仪基于物质分子的质荷比（m/z）来分析物质样品中的化合物组成。
质谱仪主要由离子源、质量分析器、检测器等组成。
它在有机化学、环境科学、药物研发等领域具有广泛应用。
五、核磁共振仪核磁共振（NMR）仪是一种用来研究物质中原子核自旋的仪器。
核磁共振仪通过在外加磁场和射频电磁场的作用下，测量样品中原子核的共振吸收信号以获得物质结构和性质信息。
核磁共振仪由磁体、探测器、射频系统等组成。
它在化学、生物医学、材料科学等领域发挥着重要作用。
综上所述，光谱分析仪器包括紫外-可见光谱仪、红外光谱仪、拉曼光谱仪、质谱仪和核磁共振仪等。
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二、光谱分析技术的分类
分子吸收法: 分子光谱 分子发射法: 光谱技术 原子吸收法：原子吸收法 原子光谱
分子荧光光度法 可见与紫外分光光度法、红外光谱法
原子发射法：发射光谱分析法、原子荧光法等
第二节 紫外-可见分光光度计
分光光度计:能从含有各种波长的混合光中将每一 单色光分离出来并测量其强度的仪器。 特点： 分析精密度高 测量范围广 分析速度快 样品用量少
一、光谱分析技术的基础理论
光的波粒二象性：微粒性 波动性
E h
hc
E 为光子的能量；ν为光波的频率（Hz）；h为普朗克常数
（6.626）；
c为光速（2.9977×108m／s）；λ为光波的波长
一、光谱分析技术的基础理论
物质的吸收光谱:在连续光谱中某些波长的光 被物质吸收后产生的光谱被称作吸收光谱,包括 分子吸收光谱和原子吸收光谱。吸收光谱取决 于物质的结构。
一、光谱分析技术的基础理论
朗伯-比尔定律：
I T 10kbc I0 I0 I 1 A lg T lg lg lg kbc I0 I T
I
I0：入射光强度 b:液层厚度 T:透光ห้องสมุดไป่ตู้ k:吸光系数 C:溶液浓度 I:透射光强度 A:吸光度
I0
b
朗伯—比尔定律
当一束平行单色光照射到溶液时，光的一部份Ia被吸 收，一部份It透过溶液，一部份Ir被吸收池表面反射。则入 射光的强度IO应为： IO=Ia+It +Ir 如果用同样质料的比色皿，则Ir基本不变，并且通常 反射损失量Ir很小，其影响可以消除。 则： IO=Ia+It
Io A Lg k b c It
k: 吸光系数（摩尔吸光系数/质量吸光系数） b: 溶液层厚度 c: 溶液的浓度（mol/L ； g/L）
吸光系数k (absorptivity)
K为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。如 果上述因素中除吸收物质外，其他因素皆固定不变时，则 吸光系数只与吸收物质的性质有关，可作为该物质吸光能 力大小的特征数据。
（1）透射比T
It T Io
It ： 透过光强度 ； Io ：入射光强度
T愈大，说明溶液对光的吸收愈小。
（2）吸光与透度射比
1 A lg T
A : 吸光度 ; T: 透射比
伯朗（Lambert）定律：(1760年）
当试验条件及溶液浓度c一定时，吸光度A与溶液层厚度 b成正比：
Io A Lg k 2 b It
波长
吸收曲线的讨论：
1. 同一种物质对不同波长的吸光度不同。吸光度最大处 对应的波长成为最大波长λmax。 2. 不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似、 λmax 不变。而对于不同物质，他们的吸收曲线形状、 λmax 不同。 3. 吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性 分析的依据之一。 4. 不同浓度的同一物质，在某一波长下吸光度A有差异， 在λmax处吸光度A的差异最大。此特性可作为物质定量 分析的依据。 5. 在λmax处吸光度随着浓度变化的幅度最大，所以测定 最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要 依据。
h S3 S2 S1 S0 E3 E2
E1
E0
h E2 E0
hc E E2 E0 h
物质对光的选择性吸收
不同的物质只对不同的、特定波长的光有较强的吸收。
吸 光 度
B A
λa
λb
波长
同一物质（溶液）不同浓度的吸收曲线
吸 光 度
C3 > C2 > C1
C3 C2 C`1 λa
Lambert定律适用于均匀介质。
比耳（Beer）定律：
（1852年）
当试验条件及液层厚度b一定时，吸光度A与溶液浓度 c成正比:
Io A Lg k1c It
Beer定律仅适用于单色光。
朗伯—比尔定律(光吸收定律)：当用一束单色光照射吸收物质的溶
液时，其吸光度与液层厚度及溶液浓度的乘积成正比
光谱分析技术及相关仪器
检验实验教学中心
内 容 提 要
光谱分析技术基础理论与光谱技术分类
紫外-可见分光光度计 荧光光谱仪
原子光谱分析仪
光谱分析（Spectral Analysis）：指所有 对物质发射辐射能的能谱分析或对辐射能 与物质相互作用引起的能谱改变的分析。 光谱分析法：基于物质发射的电磁辐射及 电磁辐射与物质的相互作用而建立起来的 分析方法。
第二节 紫外-可见分光光度计
根据使用的波长范围不同分为紫外光区、可见光区、 红外光区以及万用（全波段）分光光度计等。
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
光谱
白光是波长400—750nm范围内的各种波长光的 混合光。当它通过棱镜后，白光中各种波长的光被彼此 分离开来，从而得到了各种不同颜色的单色光—光谱。
单色光、复合光和互补色光
（1）具有同一种波长的光，称为单色光。 （2）含有多种波长的光称为复合光。 （3）如果把适当颜色的两种光按一定强度比例混合可 得到白光，这两种颜色的光称为互补色光。 （4）白光（太阳光）：由各种单色光组成的复合光。
当浓度以g／L表示时，称k为吸光系数，以a表示，即：
Io A Lg a b c It
当浓度以Mol/L表示时，称k为摩尔吸光系数，以ε表示，即：
A Lg
Io b c It
吸光度的可加性
如有一复杂试样，其中有几个组分，各 组分均有其 K 、 C 、 A ，那么溶液的吸光度 即为各组分吸光度之和。 A=A1+A2+…+An =k1lc1+k2lc2+…+knlcn
常用光谱分析仪器 紫外-可见分光光度计
原子吸收分光光度计
红外光谱仪 原子发射光谱仪
荧光分析仪
原子荧光分析仪等
本章目录
第一节 光谱分析技术基础理论与分类 第二节 紫外-可见分光光度计
第三节 荧光光谱仪
第四节 原子光谱分析仪
第一节 光谱分析技术基础理论与分类
吸收光谱（absorption spectrum）即物质对 不同波长光的吸收程度不同而产生的光谱。 发射光谱是由物质分子或原子吸收了外来的 能量后发生分子或原子间的能级跃迁而产生 的光谱。