光学分析-导论(DZ)
合集下载
10光学分析法导论剖析PPT课件
红外吸收光谱法:红外光分子吸收
远红外光谱区
电子自旋共振波谱法:微波分子未成对电子吸收
核磁共振波谱法:射频原子核自旋吸收
2. 光与物质的相互作用
电磁辐射与物质相互作用的方式：
发射、吸收
粒子性
反射、折射、透射、散射、干涉、衍射 波动性
（1）吸收 辐射能作用于物质后， 物质选择性地接受一定波长（频率） 的辐射能，从低能态跃迁至高能态 (激发态)，这种现象称为吸收；基 于这种现象建立起来的Байду номын сангаас析方法称 为吸收光谱法。
电场
y = A sin(t + ) = A sin(2vt + )
磁场
单色平面偏振光的传播
传播方向
• 频率：一秒内电磁场振荡的次数，单位Hz或s-1。
– 只决定于辐射源，与介质无关
• 波长：是电磁波相邻两个同位相点之间的距离，单位有 m、cm、m、nm、埃。
• 波速 c：电磁辐射传播的速度，电磁辐射在不同介质中传 播速度是不同，只有在真空中所有电磁辐射的传播速度才 相同，都等于光速。
第十章 光学分析法导论 Optical analysis
光学分析法是基于电磁辐射与物质相 互作用辐射信号或发生的变化来测定物质 的性质、含量、结构的一类分析方法。
光学分析方法涉及到三个要素： ①能源 提供能量
电磁辐射、声波、电子流、离子流
②能量与物质的相互作用
电场-物质、磁场-物质
③分析信号的产生及其检测
1、热能激发发光，发射谱线强度与物质浓度的关 系——赛伯-罗马金公式：
a为比例系数，b为自吸系数
原子发射光谱定量分析公式 2、光致发光，发射谱线强度与物质浓度的关系：
I = kc
仪器分析 光学分析法导论课件
？
光学分析法
PPT学习交流
3
光学分析法
热能
M + 能量 电能
M*
（基态）
光能（hν） （激发态）
M + h
选择吸收
选择发射
光学分析法（光谱分析法）是建立在物质发射的
电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用基础上的各种 分析方法的统称。
根据物质吸收或者发射电磁辐射的不同就可以对
物质进行定性、定量分析。可见光学分析法主要是
单位：eV或J（1eV = 1.602×10-19J，1J = 6.241×1018eV）
电磁辐射的粒子性就是将辐射看作是不连续的能量微
粒，即光子或光量子。物质以一份份能量的形式发射或吸
收光，这些能量是一个特殊的能量单位的倍数。这个能量
单位称为光子或光量子。虽然对于不同的电磁辐射来说光
子的能量大小不同，但是如果光子的能量除以电磁辐射的
PPT学习交流
31
PPT学习交流
32
发射光谱仪不需要外加辐射源
吸收光谱仪仪器部件在一条直线上，荧光、 散射则辐射源与检测器成90°角。
PPT学习交流
33
2-3-1. 光 源
对光源的要求： 强度大（分析灵敏度高）、稳定（分析重现性好）。
PPT学习交流
34
连续 光源
紫外光 可见光 红外光
H2灯 D2灯 W灯 氙灯
PPT学习交流
光波动说的创始人惠更斯
8
麦克斯韦证明光是 一种电磁波，于是光 的波动学说更战胜了 粒子学说，在相当长 时期占据统治地位；
PPT学习交流
9
20世纪初，爱因斯坦光 子学说解释光电效应得到 成功，并进一步被其它实 验证实，迫使人们在承认 光是波的同时又承认光是 由一定能量和动量的粒子 （光子）所组成。光具有 波动和微粒的双重性质， 就称为光的波粒二象性， 其波粒二象性可以被波动 力学统一起来。
光学分析法
PPT学习交流
3
光学分析法
热能
M + 能量 电能
M*
（基态）
光能（hν） （激发态）
M + h
选择吸收
选择发射
光学分析法（光谱分析法）是建立在物质发射的
电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用基础上的各种 分析方法的统称。
根据物质吸收或者发射电磁辐射的不同就可以对
物质进行定性、定量分析。可见光学分析法主要是
单位：eV或J（1eV = 1.602×10-19J，1J = 6.241×1018eV）
电磁辐射的粒子性就是将辐射看作是不连续的能量微
粒，即光子或光量子。物质以一份份能量的形式发射或吸
收光，这些能量是一个特殊的能量单位的倍数。这个能量
单位称为光子或光量子。虽然对于不同的电磁辐射来说光
子的能量大小不同，但是如果光子的能量除以电磁辐射的
PPT学习交流
31
PPT学习交流
32
发射光谱仪不需要外加辐射源
吸收光谱仪仪器部件在一条直线上，荧光、 散射则辐射源与检测器成90°角。
PPT学习交流
33
2-3-1. 光 源
对光源的要求： 强度大（分析灵敏度高）、稳定（分析重现性好）。
PPT学习交流
34
连续 光源
紫外光 可见光 红外光
H2灯 D2灯 W灯 氙灯
PPT学习交流
光波动说的创始人惠更斯
8
麦克斯韦证明光是 一种电磁波，于是光 的波动学说更战胜了 粒子学说，在相当长 时期占据统治地位；
PPT学习交流
9
20世纪初，爱因斯坦光 子学说解释光电效应得到 成功，并进一步被其它实 验证实，迫使人们在承认 光是波的同时又承认光是 由一定能量和动量的粒子 （光子）所组成。光具有 波动和微粒的双重性质， 就称为光的波粒二象性， 其波粒二象性可以被波动 力学统一起来。
仪器分析-光学分析导论
波长λ：相邻两个波峰或波谷 间的直线距离。
c
1
波数： 每厘米长度内含有的波 长数目。
2、光的微粒性 电磁波的波动性不能解释辐射的发 射和吸收现象。对于光电效应及黑 体辐射的光谱能量分布等现象，需 要把辐射视为微粒（光子）才能满 意地解释。
3、电磁波谱图
复习思考：
1 通常将仪器分析分为哪几类？
第二章 光学分析法导论
一、光的二象性
1、 光的波动性 光是一种电磁波，电磁波具 有波动性和微粒性。
周期 T ：相邻两个波峰或波谷通过空 间某一固定点所需要的时间间隔称为 周期，单位为s（秒）。
频率 ：单位时间内通过传播方向上 某一点的波峰或波谷的数目，即单位 时间内电磁场振动的次数称为频率， 它等于周期的倒数1／T。
发射线是514.5 nm和488.0 nm。另外Kr+激 光器也是激光光谱仪的常备激光器。
(2) 固体激光器 光谱分析中常用的固体激光 器是红宝石（Al2O3掺Cr3+）激光器和Nd： YAG （掺钕的钇铝石榴石）激光器。前者的 激光波长为694.3 nm，后者使用的激光波长是 1064 nm。
二、 单色器
1、单道光子检测器 (1) 光电池 硒光电池是最常用的阻挡层光电 池。将一层半导体硒涂在铁或铝的金属底板 上，金属底板和硒之间是欧姆接触。在硒表 面再涂一层导电性和透光性良好的金属薄膜 如金、银等作为收集极，然后再在金属薄膜 表面涂一层保护层即成。 图10-17
(2) 光电管 光电管也称真空光电二极管。
光谱，这种光谱法有原子发射光
谱和火焰光度法等。
图10-6
光致发光 物质吸收光能后跃迁至
激发态，当回到低能态或基态时将
发射辐射，这种光谱法有原子荧光
仪器分析教案第三章光学分析导论1课件
第三章 光学分析法导论
• 光学分析法（optical methods of analysis）：
根据物质发射的电磁辐射或物质与辐 射的相互作用建立起来的一类仪器分析方 法，统称为光学分析法。
• 光学分析法三个过程：
能源提供 能量
能量与被测物质 相互作用
产生被检测 讯号
光学分析法
辐射能 物质
作用 性质不同
The sort of optic analysis
电磁辐射与物质的作用机制的不同
不同的光学分析方法 • 重点讨论光谱法的分类
能级跃迁方向
• 分类：
能量作用粒子
吸收光谱法 发射光谱法 分子光谱法 原子光谱法
光学分析法的分类
非光谱方法
光谱方法： 测量发射或吸收光谱
的波长和强度
定性、定量
折光、旋光、衍射、比浊法
Electromagnetism eradialization and spectrum
电磁辐射
射线~X射线~紫外~可见~红外~微波~无线电波
光是电磁辐射的一部分
能量 高
低
波长
短
长
频率
大
小
波数
多
少
P201 电磁波谱分区
• 光是一种电磁辐射（又称电磁波），是一 种以巨大速度通过空间而不需要任何物质 作为传播媒介的光（量）子流，它具有波 粒二象性（波动性、微粒性）。
能 级 跃 迁
改变方电向磁、波速度 播
传
光谱法
（光谱分析法）
AES、AAS、AFS、MFS、 UV-VIS、IR 、NMR、EPR
非光谱法
（一般光学分析法）
折射分析、旋光分析、 X衍射分析、光散射分析
• 光学分析法（optical methods of analysis）：
根据物质发射的电磁辐射或物质与辐 射的相互作用建立起来的一类仪器分析方 法，统称为光学分析法。
• 光学分析法三个过程：
能源提供 能量
能量与被测物质 相互作用
产生被检测 讯号
光学分析法
辐射能 物质
作用 性质不同
The sort of optic analysis
电磁辐射与物质的作用机制的不同
不同的光学分析方法 • 重点讨论光谱法的分类
能级跃迁方向
• 分类：
能量作用粒子
吸收光谱法 发射光谱法 分子光谱法 原子光谱法
光学分析法的分类
非光谱方法
光谱方法： 测量发射或吸收光谱
的波长和强度
定性、定量
折光、旋光、衍射、比浊法
Electromagnetism eradialization and spectrum
电磁辐射
射线~X射线~紫外~可见~红外~微波~无线电波
光是电磁辐射的一部分
能量 高
低
波长
短
长
频率
大
小
波数
多
少
P201 电磁波谱分区
• 光是一种电磁辐射（又称电磁波），是一 种以巨大速度通过空间而不需要任何物质 作为传播媒介的光（量）子流，它具有波 粒二象性（波动性、微粒性）。
能 级 跃 迁
改变方电向磁、波速度 播
传
光谱法
（光谱分析法）
AES、AAS、AFS、MFS、 UV-VIS、IR 、NMR、EPR
非光谱法
（一般光学分析法）
折射分析、旋光分析、 X衍射分析、光散射分析
光学分析法导论PPT教案
各能级都有确定的能量，两能级的能量差必然具有 确定的数值，不同能级之间跃迁产生的原子光谱是波长 确定、相互分隔的谱线，原子光谱称作线光谱。
第7页/共17页
能级图
ΔE=E2E1 =h ν = hc/λ
第8页/共17页
例如：钠原子，核外电子组成为： （1S）2（2S）2（2P）6（3S）1
此时光谱项（基态光谱项）为： 32S1/2 表示n=3 L=0 S=1/2 J=1/2
原子吸收光谱：原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射 跃迁到较高能态产生的吸收光谱。
原子荧光光谱：气态原子吸收光辐射后，由基态跃迁到激 发态。激发态原子通过辐射跃迁回到基态或较低的能态产 生的二次光辐射叫做原子荧光。形成的光谱叫做原子荧光 光谱。
第11页/共17页
二、分子光谱
分子能级：分子中不但存在成键电子跃迁所确定的电子能 级，而且还存在着由原子在其平衡位置相对振动所确定的 振动能级，以及由分子绕轴旋转所确定的转动能级。
第2页/共17页
电磁波可以用频率（）、波长（）和波数（ ）等波参数来表征。
在真空中所有的电磁辐射的传播速度一样：
c = =2.997921010 cm.s-1 （二）微粒性
根据量子理论，电磁辐射是在空间高速运动的 光量子（或称光子）流。
E= h=h.c/
第3页/共17页
二、电磁波谱
电磁辐射按照波长（或频率、波数、能量） 大小的顺序排列就得到电磁波谱。
（3）低能辐射区：微波区和射频区。又称波谱区 。
第5页/共17页
第二节 原子光谱和分子光 一、谱原子光谱
原子光谱 原子光谱产生于原子外层电子能级的跃迁，取决于（1）外层 电子的运动状态，(2)电子间的相互作用。
（1）原子核外电子的运动状态可以用主量子数n，角量子数l、 磁量子数m和自旋量子数s表示。
第7页/共17页
能级图
ΔE=E2E1 =h ν = hc/λ
第8页/共17页
例如：钠原子，核外电子组成为： （1S）2（2S）2（2P）6（3S）1
此时光谱项（基态光谱项）为： 32S1/2 表示n=3 L=0 S=1/2 J=1/2
原子吸收光谱：原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射 跃迁到较高能态产生的吸收光谱。
原子荧光光谱：气态原子吸收光辐射后，由基态跃迁到激 发态。激发态原子通过辐射跃迁回到基态或较低的能态产 生的二次光辐射叫做原子荧光。形成的光谱叫做原子荧光 光谱。
第11页/共17页
二、分子光谱
分子能级：分子中不但存在成键电子跃迁所确定的电子能 级，而且还存在着由原子在其平衡位置相对振动所确定的 振动能级，以及由分子绕轴旋转所确定的转动能级。
第2页/共17页
电磁波可以用频率（）、波长（）和波数（ ）等波参数来表征。
在真空中所有的电磁辐射的传播速度一样：
c = =2.997921010 cm.s-1 （二）微粒性
根据量子理论，电磁辐射是在空间高速运动的 光量子（或称光子）流。
E= h=h.c/
第3页/共17页
二、电磁波谱
电磁辐射按照波长（或频率、波数、能量） 大小的顺序排列就得到电磁波谱。
（3）低能辐射区：微波区和射频区。又称波谱区 。
第5页/共17页
第二节 原子光谱和分子光 一、谱原子光谱
原子光谱 原子光谱产生于原子外层电子能级的跃迁，取决于（1）外层 电子的运动状态，(2)电子间的相互作用。
（1）原子核外电子的运动状态可以用主量子数n，角量子数l、 磁量子数m和自旋量子数s表示。
第一章光学分析导论
课程目的
《光谱分析与电化学分析》是化学专业研究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生必修的一门主要专业基础课，通过本课程 的学习，使学生掌握光学和电化学仪器分析 的方法原理，仪器结构原理，使用方法和应 用技术，为从事化学领域的科研打下扎实的 基础。
教学总体要求
掌握光学和电化学分析仪器的基本概念，基本理
论与分析方法。 掌握常用相关分析仪器的结构原理、使用方法和 应用技术。 掌握怎样根据被分析物质的化学和物理性质，对 各种无机、有机及生物物质进行定性和定量分析 的各种方法。
学术期刊： Journal of the American Chemical Society； Analytical Chemistry ； Analytica Chimica Acta；
Analytical & Bioanalytical Chemistry； Journal of Analytical Chemistry； Journal of Applied Electrochemistry； Electroanalysis；
Na 5895.93 ; 32S1/ 2 — 32P1/ 2；
电子能级跃迁的选择定则
根据量子力学原理，电子的跃迁不能在任意两个能级之 间进行；必须遵循一定的“选择定则”： （1）主量子数的变化 Δn为正整数，包括零； （2）总角量子数的变化ΔL = ±1；S-P,P-S,P-D,D-F等 （3）内量子数的变化ΔJ =0， ±1；但是当J =0时， ΔJ =0的 跃迁被禁阻；
在一般化学反应中， En不变； Et 、 Ei较小； E=Ee+ Ev + Er 分子产生跃迁所吸收能量的辐射频率： ν=ΔEe / h + ΔEv / h + ΔEr / h
《光谱分析与电化学分析》是化学专业研究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生必修的一门主要专业基础课，通过本课程 的学习，使学生掌握光学和电化学仪器分析 的方法原理，仪器结构原理，使用方法和应 用技术，为从事化学领域的科研打下扎实的 基础。
教学总体要求
掌握光学和电化学分析仪器的基本概念，基本理
论与分析方法。 掌握常用相关分析仪器的结构原理、使用方法和 应用技术。 掌握怎样根据被分析物质的化学和物理性质，对 各种无机、有机及生物物质进行定性和定量分析 的各种方法。
学术期刊： Journal of the American Chemical Society； Analytical Chemistry ； Analytica Chimica Acta；
Analytical & Bioanalytical Chemistry； Journal of Analytical Chemistry； Journal of Applied Electrochemistry； Electroanalysis；
Na 5895.93 ; 32S1/ 2 — 32P1/ 2；
电子能级跃迁的选择定则
根据量子力学原理，电子的跃迁不能在任意两个能级之 间进行；必须遵循一定的“选择定则”： （1）主量子数的变化 Δn为正整数，包括零； （2）总角量子数的变化ΔL = ±1；S-P,P-S,P-D,D-F等 （3）内量子数的变化ΔJ =0， ±1；但是当J =0时， ΔJ =0的 跃迁被禁阻；
在一般化学反应中， En不变； Et 、 Ei较小； E=Ee+ Ev + Er 分子产生跃迁所吸收能量的辐射频率： ν=ΔEe / h + ΔEv / h + ΔEr / h
第二章光学分析导论
11Na的核外电子组态—— 1s22s22p63s1 30Zn的核外电子组态——1s22s22p63s23p63d104s2
2.原子能量状态的准确表征——光谱项
原子的能量状态主要体现在价电子的能量状态上。多 于一个价电子的原子，由于价电子之间存在着电子轨道运 动之间的相互作用、电子自旋运动之间的相互作用及轨道 运动和自旋运动之间的相互作用。此时，电子的运动状态 须用主量子数（n）、总轨道角量子数（L）、总自旋量子 数（S）、内量子数（J）来描述。用n、L、S、J四个量子 数为参数来准确表征原子能量状态的符号叫做光谱项，记 做：
价电子组态 ns1 ns2 np2
ns1np1 np1nd1
l1 l2 0/ 00 11 01 12
L 0 0 2、1、0 1 3、2、1
通常用大写字母来表示L的不同数值，其对应关系如下：
L
0
表示字母
S
1
2
P
D
3 …… F ……
总自旋量子数(S)是价电子的自旋量子数的矢量和：
若有N个价电子，其S可取下列数据：
3s1(基态) 3 0
32S
Na 3P1(激发态) 3 1
32P
4s2(基态) 4 0 0 41S 0
2
Zn
4s14p1(激发 态)
4
1 1
43P
1 0
0 41P 1
光谱支项
32S1/2 32P1/2 32P3/2 41S0 43P2 43P1 43P0 41P1
多重性 简并度
双
2
双
2
4
单
三
单
3、能级图 把原子可能存在的光谱
第二章 光学分析导论
第二节 原子光谱与分子光谱 一、原子光谱 二、分子光谱
2.原子能量状态的准确表征——光谱项
原子的能量状态主要体现在价电子的能量状态上。多 于一个价电子的原子，由于价电子之间存在着电子轨道运 动之间的相互作用、电子自旋运动之间的相互作用及轨道 运动和自旋运动之间的相互作用。此时，电子的运动状态 须用主量子数（n）、总轨道角量子数（L）、总自旋量子 数（S）、内量子数（J）来描述。用n、L、S、J四个量子 数为参数来准确表征原子能量状态的符号叫做光谱项，记 做：
价电子组态 ns1 ns2 np2
ns1np1 np1nd1
l1 l2 0/ 00 11 01 12
L 0 0 2、1、0 1 3、2、1
通常用大写字母来表示L的不同数值，其对应关系如下：
L
0
表示字母
S
1
2
P
D
3 …… F ……
总自旋量子数(S)是价电子的自旋量子数的矢量和：
若有N个价电子，其S可取下列数据：
3s1(基态) 3 0
32S
Na 3P1(激发态) 3 1
32P
4s2(基态) 4 0 0 41S 0
2
Zn
4s14p1(激发 态)
4
1 1
43P
1 0
0 41P 1
光谱支项
32S1/2 32P1/2 32P3/2 41S0 43P2 43P1 43P0 41P1
多重性 简并度
双
2
双
2
4
单
三
单
3、能级图 把原子可能存在的光谱
第二章 光学分析导论
第二节 原子光谱与分子光谱 一、原子光谱 二、分子光谱
光学分析法导论
a－吸光系数 A－吸光度.为无因次量
b－液层厚度.一般单位为cm
光的吸收基本定律示意图
朗伯－比尔定律（二）
如果 c 以 g/L 表示时，a 的单位为：L.g-1.cm-1若 c 以 mol/L 表示，此时，吸光度采用摩尔吸光度系数ε 表 示。单位为：L.mol-1×cm-1。则有： A=εbc
ε(Epsilon )的物理意义及计算 ε——摩尔吸光度系数,数值上等于1mol/L的吸光物质在 1cm光程中的吸光度 （1）ε——吸光物质在特定波长和溶剂中的一个特征 常数
朗伯-比尔定律
• 朗伯定律
1729 年波格尔 (Bouger) 在 实验中发现物质对光的吸 收与吸光物质的厚度有关。 朗伯—波格尔的学生进一 步研究并于 1760 指出：当 溶液的浓度一定，光的吸 收程度与液层厚度成正比， 这就是朗伯定律。 表示为：
A——吸光度 K1——比例常数
A=k1b
光的吸收基本定律示意图
吸收(absorption)过 程
1. 概念：当粒子（原子、分子、离子）吸收的光子 能量与他们的基态（ M ）能量和激发态（ M* ）能量 之差Δ E=h• 相等时，该光子将被粒子选择性吸收， 粒子由基态跃迁到激发态，这个过程称为吸收过程。 h M M* 2. 吸收光谱( absorption spectrum)：以波长为 横坐标，被吸收辐射的相对强弱（A or T）为纵坐标 作图，得到物质的吸收光谱。对吸收光谱的研究可以 确定式样的组成、含量、结构。 3. 吸收光谱法：根据吸收光谱原理建立的分析方法
比尔定律
• 1852年比尔（beer）在 研究各种无机盐对红光 的吸收后又指出：当单 色光通过溶液层的厚度 一定时，溶液的吸光度 与溶液的浓度成正比， 即比尔定律，表示为：
b－液层厚度.一般单位为cm
光的吸收基本定律示意图
朗伯－比尔定律（二）
如果 c 以 g/L 表示时，a 的单位为：L.g-1.cm-1若 c 以 mol/L 表示，此时，吸光度采用摩尔吸光度系数ε 表 示。单位为：L.mol-1×cm-1。则有： A=εbc
ε(Epsilon )的物理意义及计算 ε——摩尔吸光度系数,数值上等于1mol/L的吸光物质在 1cm光程中的吸光度 （1）ε——吸光物质在特定波长和溶剂中的一个特征 常数
朗伯-比尔定律
• 朗伯定律
1729 年波格尔 (Bouger) 在 实验中发现物质对光的吸 收与吸光物质的厚度有关。 朗伯—波格尔的学生进一 步研究并于 1760 指出：当 溶液的浓度一定，光的吸 收程度与液层厚度成正比， 这就是朗伯定律。 表示为：
A——吸光度 K1——比例常数
A=k1b
光的吸收基本定律示意图
吸收(absorption)过 程
1. 概念：当粒子（原子、分子、离子）吸收的光子 能量与他们的基态（ M ）能量和激发态（ M* ）能量 之差Δ E=h• 相等时，该光子将被粒子选择性吸收， 粒子由基态跃迁到激发态，这个过程称为吸收过程。 h M M* 2. 吸收光谱( absorption spectrum)：以波长为 横坐标，被吸收辐射的相对强弱（A or T）为纵坐标 作图，得到物质的吸收光谱。对吸收光谱的研究可以 确定式样的组成、含量、结构。 3. 吸收光谱法：根据吸收光谱原理建立的分析方法
比尔定律
• 1852年比尔（beer）在 研究各种无机盐对红光 的吸收后又指出：当单 色光通过溶液层的厚度 一定时，溶液的吸光度 与溶液的浓度成正比， 即比尔定律，表示为：
仪器分析-第2章 光学分析法导论
·用远红外光照射有机分子，分子在转动能级间跃迁 产生转动光谱。其波长位于远红外和微波区，亦称远红 外吸收光谱和微波。
·电子能级变化时，必然伴随着振动能级的变化，振 动能级的变化又伴随转动能级的变化，因此，分子光谱 不是线状光谱，而是带状光谱。
λ =1 / σ
c：光速 (2.9979×1010 cm ·s-1)；λ：波长(cm)； ν：频率(Hz或s-1)；σ：波数(cm-1) ； E ：能量(ev或J)； h：普朗克常数6.6256 ×10-34J ·s或４.136 ×10-15ev.s
二、电磁波谱
电磁辐射按照波长(或频率、波数、能量)大小的顺序排列.
如： 钠原子的光谱项符号 32S1/2；
表示钠原子的电子处于n=3，M =2(S = 1/2)，L =0，
J = 1/2 的能级状态（基态能级）；
接下一页
电子的多重态
h +
单重态 （自旋配对）
电子跃迁
激发单重态 （自旋 配对）
h +
单重态
电子跃迁 和 自旋翻转
（自旋配对）
三重态 （自旋 平行）
返回
3. △J = 0、±1 但当J=0时，△J =0跃迁是禁戒的。 4. △S = 0 即单重态只跃迁到单重态，三重态只跃迁到三重
态。不同多重态之间的跃迁是禁阻的。
符合以上条件的跃迁，跃迁概率大，谱线较强．不符合 光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁，禁阻跃迁强度很弱。 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。
吸收光谱法
原紫红核 子外外磁 吸可可共 收见见振
光谱分析法
分子光谱法
发射光谱法
原原分分 X 化
子
子
·电子能级变化时，必然伴随着振动能级的变化，振 动能级的变化又伴随转动能级的变化，因此，分子光谱 不是线状光谱，而是带状光谱。
λ =1 / σ
c：光速 (2.9979×1010 cm ·s-1)；λ：波长(cm)； ν：频率(Hz或s-1)；σ：波数(cm-1) ； E ：能量(ev或J)； h：普朗克常数6.6256 ×10-34J ·s或４.136 ×10-15ev.s
二、电磁波谱
电磁辐射按照波长(或频率、波数、能量)大小的顺序排列.
如： 钠原子的光谱项符号 32S1/2；
表示钠原子的电子处于n=3，M =2(S = 1/2)，L =0，
J = 1/2 的能级状态（基态能级）；
接下一页
电子的多重态
h +
单重态 （自旋配对）
电子跃迁
激发单重态 （自旋 配对）
h +
单重态
电子跃迁 和 自旋翻转
（自旋配对）
三重态 （自旋 平行）
返回
3. △J = 0、±1 但当J=0时，△J =0跃迁是禁戒的。 4. △S = 0 即单重态只跃迁到单重态，三重态只跃迁到三重
态。不同多重态之间的跃迁是禁阻的。
符合以上条件的跃迁，跃迁概率大，谱线较强．不符合 光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁，禁阻跃迁强度很弱。 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。
吸收光谱法
原紫红核 子外外磁 吸可可共 收见见振
光谱分析法
分子光谱法
发射光谱法
原原分分 X 化
子
子
第二章光学分析法导论
反射：光通过具有不同折射率的两种介质的介面时会产 生反射；
干涉 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强， 某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区 域互相间隔，此现象叫干涉；
衍射 光绕过物体而弯曲地向它后面传播的现象； 偏振 只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光。
光分析法在研究物质组成、结构表征、表 面分析等方面具有其他方法不可区代的地位。
波谷的数目。单位: S-1 (Hz) γ=1/T
波长λ: 相邻两极大值或极小值之间的距离。 波长的单位: cm µm nm Å λ=c / γ
波数δ:每厘米内波的数目,即单位距离中极大值的数 目。单位：cm-1 δ=1/ λ
波速v：波在一秒钟内通过的距离。 v=λ/T=λγ
2、电磁辐射的粒子性
电磁辐射是在空间高速运动的光量子（或称光子） 流。可以用光子具有的能量表征。单位为eV或J， 1eV=1.60×10-19J。 光子能量与光波频率有关，普朗克方程将电磁辐射 的波动性和微粒性联系在一起：
一、光学分析法的分类
光学分析法可分为光谱法和非光谱法两大类. 1、光谱法
基于物质与辐射能作用时，分子发生能级 跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或 强度进行分析的方法。
按产生光谱的基本粒子不同
原子光谱 光谱
分子光谱 （1）原子光谱
由原子外层或内层电子能级的变化产生的，表现形式 为线光谱。 原子光谱（线性光谱）：最常见的三种
； h：普朗克常数
电磁辐射具有波动性和微粒性（波粒二相性）
1、电磁辐射的波动性
电磁波是横波（找一个图建立超链接，见上课稿） 可以用波长λ、频率γ、速度v、波数δ、能量等来
表示其特性。 周期T: 相邻两个波峰或波谷通过空间某一固定点所