直读光谱仪原理
直读光谱仪原理
直读光谱仪原理光谱仪是一种用于检测物质吸收、发射、反射和色散的光谱的仪器，它是根据物质的特性，通过分析可以获取物质的分布情况，并可以用来识别特定物质或物质的物质形态。
目前，光谱仪被广泛应用于各行各业，包括石油、建筑、环境科学、化学分析、食品安全、农业、生物工程、新能源、军事等领域。
本文将结合原理与实践，详细阐述光谱仪的原理和应用。
一、光谱仪的原理光谱仪的工作原理实际上是通过模拟光谱信号，或者采用多种检测方式，检测物质在各种光谱频率下的吸收、发射、反射和色散情况，并将这些信息转化成数值，便于定量分析。
简单地说，从物质中发射或反射回来的光，可以通过光谱仪拆解成不同频段，从而分析该物质的吸收、发射、反射和色散等信息。
具体而言，光谱仪一般由光源、光稳定器、分光元件、检测元件、放大器、脉冲调制器、数据采集系统等组成。
其中，检测器常用的是凤凰谱仪，它采用红外及可见光检测功能，不仅可以实现高灵敏度、高精度的检测，而且操作简单、全自动、安全可靠。
此外，为了获得更准确的结果，光谱仪还应使用更复杂的技术，如多波段检测、分辨率优化、数据采集和去噪处理等。
二、应用光谱仪有着广泛的应用领域，如石油及油田开发、分析技术、建筑物的检测与鉴定、环境研究、农业和林业生产、食品安全、新能源发展、军事等。
在石油及油田开发中，光谱仪可以分析岩石及油气地层中特定元素成分，可以识别出储层性质以及油气所处的深度，从而更好地了解油气储量、分布状况，从而指导油气的勘探开发。
此外，光谱仪还可以监测勘探作业中气体的散失情况，以减少浪费气体，防止出现安全问题。
在建筑物的检测与鉴定中，由于光谱仪可以分析建筑物表面不同矿物组成，因此可以应用于考察建筑物的材料识别、成色鉴定和质量把控等多个方面。
在环境研究中，光谱仪可用于检测大气中的有毒物质、气体污染、空气洁净度等信息，检测结果可用于监测环境质量。
在农业和林业生产中，光谱仪可以探测作物的营养状况、病害防治，以期提高作物的产量；此外，它还可以检测森林植物的病害情况，以期保护森林资源的安全。
直读光谱仪工作原理
直读光谱仪工作原理
首先是光源。
光源是直读光谱仪中产生光线的部分，常见的光源有氙灯、汞灯、氘灯等。
这些光源可以产生一定波长范围内的光，并提供给其
他部件。
其次是样品。
样品是直读光谱仪中待测物质的部分。
样品可以是气体、液体或固体。
在进行光谱分析前，样品需要经过处理，以提取或预处理所
需的特定成分。
样品的性质和形态也会影响到光谱的表现形式。
然后是分光装置。
分光装置是直读光谱仪中最关键的组件之一，其作
用是将光线按照波长进行分解。
常见的分光装置有棱镜、光栅等。
当光线
通过分光装置时，不同波长的光会被分散成不同的方向，形成所谓的光谱。
接下来是检测器。
检测器用于测量经过分光装置分解后的不同波长的
光的强度。
常见的检测器有光电二极管、光电倍增管等。
检测器对不同波
长光的响应程度不同，并将其转换为电信号输出。
最后是信号处理。
信号处理模块接收检测器输出的电信号，并进行放大、滤波、数据转换等处理，最终将数据以图形或数字形式呈现给用户。
信号处理还可以对数据进行进一步的数据分析和处理，如光谱峰位、峰高、峰面积等参数的计算。
总的来说，直读光谱仪的工作原理基于光的分光效应，通过光源产生
波长范围内的光，样品吸收或散射光，分光装置将光分解成不同波长的光，检测器测量分解后光的强度，信号处理模块对测量的光谱数据进行处理和
分析。
通过对不同样品的光谱进行比较和分析，可以得到样品的组成和性
质信息。
直读光谱仪原理
直读光谱仪原理直读光谱仪是一种用于分析样品光谱特性的仪器，它能够将样品产生的光谱信号转化为数字信号，通过计算机进行处理和分析。
直读光谱仪的原理主要包括光学分析、光谱仪构造和光谱数据处理三个方面。
首先，光学分析是直读光谱仪的核心原理之一。
光学分析是利用光学元件对样品产生的光谱信号进行分析和处理的过程。
光学元件包括光源、入射光束整形器、样品室、光栅和检测器等。
光源产生的光线经过入射光束整形器后，进入样品室与样品发生作用，产生特定的光谱信号。
然后，经过光栅的色散作用，将光谱信号分解成不同波长的光线，最后被检测器检测并转化为电信号。
其次，光谱仪的构造也是直读光谱仪原理的关键部分。
光谱仪的构造主要包括光学系统、光电检测系统和数据处理系统。
光学系统是由光源、入射光束整形器、样品室、光栅等光学元件组成，它们共同完成对样品产生的光谱信号的分析和处理。
光电检测系统包括检测器和信号放大器等部件，用于将光学系统产生的光谱信号转化为电信号。
数据处理系统则是利用计算机对电信号进行处理和分析，最终得到样品的光谱特性信息。
最后，光谱数据处理是直读光谱仪原理的重要环节。
光谱数据处理主要包括信号采集、信号处理和数据分析等步骤。
信号采集是指将光学系统产生的光谱信号转化为电信号，并通过检测器进行采集。
信号处理是指通过信号放大器对采集到的电信号进行放大和滤波处理，以提高信噪比和准确度。
数据分析则是利用计算机对处理后的信号进行分析和处理，得到样品的光谱特性参数。
总之，直读光谱仪原理主要包括光学分析、光谱仪构造和光谱数据处理三个方面。
通过对这些原理的深入理解，可以更好地掌握直读光谱仪的工作原理和应用方法，为科研和实验工作提供更精准的光谱分析数据。
直读光谱仪工作原理
直读光谱仪工作原理
直读光谱仪是一种用于分析物质的仪器，它的工作原理基于光的色散性质和光谱的特征。
当白光通过光谱仪时，它会被分散成不同波长的光束。
这个过程是通过光栅或晶体等光学元件来实现的。
光栅是光谱仪中常用的光学元件之一。
它由许多平行间隔的凹槽构成，当入射光线通过光栅时，不同波长的光线会以不同的角度被衍射出来。
这样，光谱仪就可以将入射光分解成不同波长的光束，在光栅后面的检测器上形成一个光谱。
检测器是光谱仪中另一个重要的组成部分。
它通常是一个光敏元件，例如光电二极管或光电倍增管。
当光束通过样品后，检测器会测量光的强度，并将其转换成电信号。
这个电信号可以被处理和记录，从而得到样品的光谱信息。
光谱仪的工作原理可以用以下步骤来总结：
1. 白光通过光栅或其他光学元件分散成不同波长的光束。
2. 光束通过样品后，被检测器转换成电信号。
3. 电信号可以通过处理和记录，得到样品的光谱信息。
通过以上工作原理，直读光谱仪可以用于分析样品的化学成分、物理性质等。
利用光谱信息，可以确定样品的成分、浓度、纯度等重要参数，广泛应用于科学研究、工业生产、环境监测等领域。
直读光谱仪原理
直读光谱仪原理直读光谱仪是一种用于分析物质光谱特性的仪器，它能够对物质的光谱进行快速、准确的测量，被广泛应用于化学、生物、环境等领域。
其原理主要基于光的衍射和干涉现象，下面将详细介绍直读光谱仪的原理。
首先，直读光谱仪通过入射光线照射样品，样品会对入射光线进行散射和吸收。
散射光和吸收光的波长和强度会发生变化，这种变化就是样品的光谱特性。
直读光谱仪利用光栅、棱镜或干涉仪等光学元件，将散射和吸收光线进行分散和分离，然后通过光电探测器对各个波长的光线进行检测和记录。
其次，光栅是直读光谱仪中常用的光学元件之一，它能够将入射光线分散成不同波长的光线。
光栅的原理是利用光的衍射现象，当入射光线照射到光栅上时，会发生衍射，不同波长的光线会以不同的角度被衍射出来，形成光谱。
光栅的衍射角度和波长之间存在一定的关系，通过调节光栅的角度和间距，可以实现对不同波长的光线进行分散和分离。
另外，直读光谱仪中的光电探测器起着至关重要的作用，它能够将光信号转换成电信号，并对不同波长的光线进行精确的检测和记录。
常见的光电探测器有光电二极管（PMT）、光电倍增管（PMT）等，它们能够实现对光信号的快速、高灵敏度的检测，从而得到样品的光谱特性。
最后，直读光谱仪的原理还包括数据处理和分析。
通过对光电探测器采集到的光谱数据进行处理和分析，可以得到样品的吸收光谱、散射光谱等信息，进而实现对样品的成分、浓度、结构等特性的分析和判定。
总之，直读光谱仪是一种基于光的衍射和干涉原理，利用光栅、光电探测器等光学元件对样品的光谱特性进行测量和分析的仪器。
它具有快速、准确、高灵敏度的特点，被广泛应用于化学、生物、环境等领域，并在科研、生产等方面发挥着重要作用。
直读光谱仪工作原理
直读光谱仪工作原理
直读光谱仪是一种用于分析物质成分和结构的仪器，它通过测量样品对不同波
长的光的吸收或发射来获取样品的光谱信息。
直读光谱仪的工作原理主要包括光源、样品、光路和检测器四个部分。
首先，光源发出一束宽谱光，经过准直和分光装置后，被分成不同波长的光线。
这些光线经过样品后，会根据样品的成分和结构发生吸收或发射现象，形成特定的光谱图案。
然后，这些光线通过光路系统聚焦到检测器上，检测器会将不同波长的光信号转换成电信号，再经过信号处理系统处理后，得到样品的光谱信息。
直读光谱仪的工作原理可以简单总结为，光源发出光线，样品与光线相互作用，检测器接收光信号并转换成电信号，最终得到样品的光谱信息。
在实际应用中，直读光谱仪可以用于分析化学物质的成分、测定样品的浓度、检测样品的纯度等。
除了上述基本原理外，直读光谱仪的工作还受到一些因素的影响，如光源的稳
定性、样品的制备和处理、光路的精度和检测器的灵敏度等。
因此，在使用直读光谱仪进行样品分析时，需要对这些因素进行严格控制，以确保获得准确和可靠的分析结果。
总的来说，直读光谱仪作为一种重要的分析仪器，其工作原理简单清晰，通过
测量样品对不同波长光的吸收或发射来获取样品的光谱信息。
在实际应用中，它可以广泛用于化学、生物、环境等领域的样品分析，为科研和生产提供了重要的技术支持。
直读光谱仪原理
直读光谱仪原理
直读光谱仪是一种能够将光分解为不同波长的光谱组分并测量其强度的仪器。
其工作原理可以简要描述如下：
1. 光源发出连续的宽频谱光，比如白炽灯或者氘灯等。
2. 进入光谱仪之前，通过入口狭缝将光束限制为一个特定的角度和宽度。
3. 光束进入色散系统，通常是一个棱镜或光栅。
色散系统会将不同波长的光分散开来，使各个波长的光能够分别聚焦到不同位置。
4. 不同波长的光经过聚焦透镜后落在光敏元件上。
5. 光敏元件可以是光电二极管或者光电倍增管等，它们能够将光信号转化为电信号。
6. 通过分析和处理电信号，可以得到不同波长光的强度信息。
直读光谱仪的主要优点是高分辨率、反应快速、灵敏度高，适用于多种光谱分析领域，比如化学分析、材料研究、生物科学等。
直读光谱仪培训教程
直读光谱仪培训教程直读光谱仪（Direct-Reading Spectrometer）是一种测量光谱的仪器，它能够在一定范围内获取样品所发射或吸收的光谱信息，并将其转化为可见的光谱图。
本文将介绍直读光谱仪的基本原理、使用方法以及常见应用领域。
一、直读光谱仪的基本原理直读光谱仪由光源、光栅、光电倍增管等组成。
当样品受到光的照射后，会发生吸收或发射现象，这些光通过光栅的衍射作用后进入光电倍增管，最终转化为可见的光谱图。
光栅的作用是将不同波长的光谱区分开，从而得到不同波长的光谱信息。
二、直读光谱仪的使用方法1.仪器准备：将直读光谱仪放置在平稳的实验台上，确保仪器稳定，无明显晃动。
检查设备是否连接正常，并进行仪器的预热和校准，确保仪器工作正常。
2.样品准备：准备好待测物质的样品，并将其放置到测量室中。
为了保证准确性，样品应该是纯净的，并避免灰尘等杂质。
3.选择所测波长范围：根据需要选择测量的波长范围，然后调整直读光谱仪的参数，使其工作在所需的波长范围内。
4.开始测量：按下启动按钮，仪器开始工作。
仪器会测量样品吸收或发射的光谱，并将结果显示在仪器的显示屏或计算机上。
可以根据需要进行多次测量和平均，以提高测量的准确性。
5.结果分析：根据测量结果，可以得到样品的光谱信息。
可以通过比较不同样品的光谱差异来进行分析，也可以将测量结果与已知光谱数据进行比对，以确定样品的成分或性质。
三、直读光谱仪的应用领域1.化学分析：直读光谱仪可以用于化学物质的定性和定量分析。
通过比对样品的光谱信息，可以确定样品中所含化学物质的种类和浓度。
2.材料研究：直读光谱仪可以用于研究材料的光学特性。
通过测量材料在不同波长下的吸收或发射光谱，可以分析材料的表面特性、电子结构等。
3.环境监测：直读光谱仪可以用于环境中有害物质的检测。
例如，可以通过测量水中的污染物光谱，判断水质是否合格。
4.生命科学：直读光谱仪可以用于生物领域的研究。
例如，可以测量生物体的荧光光谱，以研究生物体的代谢过程。
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第一章直读光谱仪的概况国内外光电直读光谱仪的发展光谱起源于17世纪，1666年物理学家牛顿第一次进行了光的色散实验。
他在暗室中引入一束太阳光，让它通过棱镜，在棱镜后面的自屏上，看到了红、橙、黄、绿、兰、靛、紫七种颜色的光分散在不同位置上——即形成一道彩虹。
这种现象叫作光谱．这个实验就是光谱的起源，自牛顿以后，一直没有引起人们的注意。
到1802年英国化学家沃拉斯顿发现太阳光谱不是一道完美无缺的彩虹，而是被一些黑线所割裂。
1814年德国光学仪器专家夫琅和费研究太阳光谱中的黑斑的相对位置时．把那些主要黑线绘出光谱图。
1826年泰尔博特研究钠盐、钾盐在酒精灯上光谱时指出，发射光谱是化学分析的基础、钾盐的红色光谱和钠盐的黄色光谱都是这个元素的特性。
到1859年克希霍夫和本生为了研究金属的光谱自己设计和制造了一种完善的分光装置，这个装置就是世界上第一台实用的光谱仪器，研究火焰、电火花中各种金属的谱线，从而建立了光谱分析的初步基础。
从1860年到1907年之间、用火焰和电火花放电发现碱金属元素铯Cs、1861年又发现铷Rb和铊Tl，1868年又发现铟In和氦He。
1869年又发现氮N。
1875~1907年又相继发现镓Ga，钾K，铥Tm，镨Pr，钋Pe，钐Sm，钇y，镥Lu等。
1882年，罗兰发明了凹面光栅，即是把划痕直接刻在凹球面上。
凹面光栅实际上是光学仪器成象系统元件的合为一体的高效元件，它解决了当时棱镜光谱仪所遇到的不可克服的困难。
凹面光栅的问世不仅简化了光谱仪器的结构，而且还提高了它的性能。
波耳的理论在光谱分析中起了作用，其对光谱的激发过程、光谱线强度等提出比较满意的解释。
从测定光谱线的绝对强度转到测量谱线的相对强度的应用，使光谱分析方法从定性分析发展到定量分析创造基础。
从而使光谱分析方法逐渐走出实验室，在工业部门中应用了。
1928年以后，由于光谱分析成了工业的分析方法，光谱仪器得到迅速的发展，一方面改善激发光源的稳定性，另一方面提高光谱仪器本身性能。
最早的光源是火焰激发光谱；后来又发展应用简单的电弧和电火花为激发光源，在上世纪的三十、四十年代改进采用控制的电弧和电火花为激发光源，提高了光谱分析的稳定性。
工业生产的发晨，光谱学的进步，促使光学仪器进一步得到改善，而后者又反作用于前者，促进了光谱学的发展和工业生产的发展。
六十年代光电直读光谱仪，随着计算机技术的发展开始迅速发展。
由于计算机技术的发展，电子技术的发展，电子计算机的小型化及微处理机的出现和普及，成本降低等原因、于上世纪的七十年代光谱仪器几乎100％地采用计算机控制，这不仅提高了分析精度和速度，而且对分析结果的数据处理和分析过程实现自动化控制。
解放后，我国的光谱仪器工业从无到有，由小到大，得到飞跃的发展，且具有一定的规模，与世界先进技术竞争中求生存，社会商品竞赛中得到发展。
1958年开始试制光谱仪器，生产了我国第一台中型石英摄谱仪，大型摄谱仪，单色仪等。
中科院光机所开始研究刻制光栅，59年上海光学仪器厂，63年北京光学仪器厂开始研究刻制光栅，63年研制光刻成功。
1966—1968年北京光学仪器厂和上海光学仪器厂先后研制成功中型平面光栅摄谱仪和一米平面光栅摄谱仪及光电直读头。
1971—1972年由北京第二光学仪器厂研究成功国内第一台WZG—200平面光栅光量计，结束了我国不能生产光电直读光谱仪的历史。
八十年代以来，我国铸造行业开始引进光电直读光谱仪作为熔炼过程中化学成份控制的分析手段，并逐步取代了我国传统的湿法化学分析法，至今已发展到中小企业也逐步采用光谱法配合作炉前分析。
国外引进的铸造生产线已配备了专用的光谱分析设备，作为成套设备进入中国，这是铸造行业对质量控制要求越来越严的发展的必然结果，也是光电光谱分析本身的优点决定了这一技术自1945年问世以来，历时五十六年而经久不衰之缘故。
众所周知，原子发射光谱分析所采用的原理是用电弧（或火花）的高温使样品中各元素从固态直接气化并被激发而发射出各元素的特征波长，用光栅分光后，成为按波长排列的“光谱”，这些元素的特征光谱线通过出射狭缝，射入各自的光电倍增管，光信号变成电信号，经仪器的控制测量系统将电信号积分并进行模/数转换，然后由计算机处理，并打印出各元素的百分含量。
从以上原理可以看出原子发射光谱分析，有其独特的、特别适合于配合炉前分析的优点，使其发展成为金属冶炼和铸造行业必不可少的分析手段，其特点如下：一、炉中取的样品只要打磨掉表面氧化皮，固体样品即可放在样品台上激发，免去了化学分析钻取试样的麻烦。
对于铝及铜、锌等有色金属样品而言，可用小车床车去表面氧化皮即可。
二、从样品激发到计算机报出元素分析含量只需20-30秒钟，速度非常快，有利于缩短冶炼时间，降低成本。
特别是对那些容易烧损的元素，更便于控制其最后的成份。
三、样品中所有要分析的元素（几个甚至十几个）可以一次同时分析出来，对于牌号复杂的产品，要求分析元素愈多愈合算，经济效益好。
四、分析精度非常高，可以有效控制产品的化学成份，保证它能符合国家标准的规格，甚至可将合金成份控制到规格的中下限，以节省中间合金或铁合金的消耗。
五、分析数据可以从计算机打印出来或存入软盘中，作为永久性记录。
总之，从技术角度来看光电光谱分析，可以说至今还没有比它能更有效的用于炉前快速分析的仪器，具备了那么多的特点而能取代它。
所以世界上冶炼、铸造以及其他金属加工企业均竞相采用这类仪器成为一种常规分析手段，从保证产品质量，从经济效益等方面，它是十分有利的分析工具。
九十年代以来，我国有一些知名企业，如：长春一汽、上海大众、无锡小天鹅等在引进国外铸造生产线时均带有德国OBLF光谱仪作为炉前分析的专用设备。
德国OBLF公司生产光谱仪在德国已有三十年历史，用户遍布世界各地。
仪器型号有：适用于单基体分析系统的有OBLF GS-1000型（可分析氮元素），最多能设置32个分析通道。
适用于多种基体的分析系统有OBLF QSN-750型（最多可设置60个分析通道）和QSG-750型（最多能设置60个分析通道），可分析氮，以及酸溶性及酸不溶性铝和硼等。
仪器特点：考虑到铸造行业现场环境，作如下设计：一、光学室具有防震装置，并有恒温装置。
光室温度为35℃±0.2℃，全部器件都密封在真空室内，以保证其长期稳定性。
即使在较差的作业环境中，仪器也能正常工作。
所有通道长期稳定性的结果表明了八小时之内有300个测量值（每十个取一平均值），则30个平均值中最高最低之值不超过原强度比值的2%。
二、1000型采用焦距为500mm的凹面光栅，750型采用焦距为750mm的凹面光栅根据分析样品选样光栅刻线，保证有足够的分辨率以满足复杂合金钢的分析。
三、由于光谱仪处于日夜不停的工作状态，采用微机控制真空泵，既保证了足够的真空度亦保护了真空泵，处于冷状态延长寿命，减少油蒸气。
四、提高分析灵敏度及精确度方面，在光路上采用直射式提高光强，并采用脉冲放电激发光源，放电频率可达1000赫兹及单火花技术，可大大提高信噪比及激发的稳定性，从而有非常良好的分析精度。
五、性能良好的光谱仪软件，使仪器全部自动化并可进行背景校正、干扰元素校正、基体校正等，旨在保证分析的正确度。
OBLF光谱仪由于具备了以上各种特点，使得仪器完全能满足铸造行业炉前快速分析的要求，故现在在广大铸造、冶金、机械等行业广泛使用。
第二章光谱分析基本原理§2-1，光谱分析的种类和分析的内容在日常生活中，可以见到各种不同的，如红、黄、兰、白色光。
太阳光经三棱镜后，会产生红、橙、黄、绿、青、兰，紫排列的色带，还有人们肉眼所看不见的光如紫外线，红外线，γ射线等。
从光谱分析的观点重要的谱线波长是在100—12000*10-1nm之间，这个区间又分为几个光谱范围。
从广义讲，各种电磁辐射都属于光谱，一般按其波长可分为：γ射线0.00005—0.14nmx射线0.01—10nm微波波谱0.3mm—lmm而光谱区可分为：真空紫外区10—200nm近紫外区200～380nm可见光谱区380—780nm近红外光谱780nm一3μm远红外光谱3—300μm注：1米(m)=103毫米(mm)=106微米(μm)光电直读光谱分析应用的元素波长，大部分在真空紫外区和近紫外区最多。
我们通常所讲到光谱仅指光学光谱而言，从物质(固、液、气)加热或用光或用电激发射光谱时得到三种类型的光谱。
线光谱是由气体状态下的原子或离子经激发而得到的，通常呈现分立的线状所以称线光线，就其产生方式而言又可分为发射光谱(明线)和吸收光谱(暗线)两种，因此光谱分析又分为发射光谱分析和原子吸收光谱分析。
如果是原子激发产生的光谱，称原子光谱，如果离子激发所产生的光谱称离子光谱。
带状光谱是原子结合成分子中发出的或两个以上原子的集团发出的，通常呈带状分布，是分子光谱产生，如在光谱分析中采用炭电极，在高温时，炭与空气中氮化合生成氰带(CN)分子，当氰分子在电弧中激发时产生的光谱，称氰带。
连续光谱是从白热的固体中发出的，是特定的状态下原子分子中发出来的，所以连续光谱是无限数的线光谱或带光谱集合体。
我们通常讲的光谱分析，一般是指“原子发射光谱分析”，光电光谱分析中元素波长都是元素的原子光谱和离子光谱。
现在光电光谱仪主要分为两大类。
非真空型的光电光谱仪的工作波长范围在近紫外区和可见光区。
真空光电光谱仪工作波长扩展到远真空紫外120．0nm，因而利用这个波段中氮、碳、磷、硫等谱线的灵敏度来分析钢中的重要元素。
§2—2 发射光谱分析的理论基础§2—2—1 原子结构与原子中电子的性质光谱分析主要是指定性分析和定量分析；分析时，必须要了解原子的结构和原子中电子的性质。
实验表明、任何元素的原子都包含着一个小的结构紧密的原子核，原子核由质子和中子组成，核外分布着电子，每个电子都带有负电荷，其电荷大小与质子所带的电荷相等而符号相反。
中子是不带电的，在中性的原子内，质子的数目与电子数目相等，这个数目表征着每一元素的特征，通常称为原子序数。
正是由于电子在原子核周围分布不是随意的，而是有一定规律的，所以才显示了每个元素的不同化学性质和不同光谱，因而我们可以想象电子处于一定轨道上，同时电子在每一轨道(或状态上)所具有的能量不相同的，每个轨道可认为是相当于原子中的一个能级。
波耳的原子模型图来解释原子核外的电子结构是比较简单明了的。
图中A、B分别表示氢原子和氦原子的波耳模型事实上，电子具有波动性，这个性质使原子中电子轨道概念失去意义，代替这个概念的和更能反映原子图象的是量子力学的电子状态或者称波函数，在原子核周围的空间电子是按几率分布的，这种几率分布称为“电子云”依据量子力学理论计算得到的电子云密度与波耳氢原子第一轨道地方是相吻合的。