第三章 光学分析法导论
光学分析法导论
3．散射光谱
• 分子吸收辐射能后，有一部分电子激发至电子能级中较高的振动能级， 在很短时间内（约10-12S）返回原来的基态或比原来稍高或稍低的振 动能级时，而向四周发射，这时在不与光路平行的方向上观察到的光 谱称散射光谱。
• 散射光谱有两种： 瑞利（Rayleigh）散射：只改变方向，散射辐射的频率与入
统称为光学光谱区。 基态： 在原子 （或 离 子、 分 子 ）中，价电子一般在能量最
低的轨道上运动，这种能量最低的稳定状态叫做基态。 处于基态的原子称基态原子，处于基 态的离子称基态离子，处于基态的分子 称基态分子。 激发态：如果原子（或离子、分子）中有处在其它较高能级上
运动的电子时，则称之为激发态。
0.76～2.5m 分子的振动和转动能级的跃迁
2.5～50m
紫外光谱法 分光光度法 红外分光光度法 红外光谱法
远红外光 微波 射频
50～1000m
0.1～100cm 1～100m
分子的转动能级跃迁 分子的转动及电子自旋能级跃迁 电子自旋及核自旋
微波光谱法 核磁共振波谱法
§1－2光谱的分类
几个基本概念： 光学光谱区：包含紫外、可见及红外等光谱在内的光谱区域，
光子的能量为：
式中： E: 为光量子的能量，其单位为J或kJ（也可用“电子伏特eV”
作单位）； leV为1个电子通过电位差为 1伏特的电场时所吸收或释放的能
量； 1eV＝1.602×10-19 J； h: 为普朗克常数，其值为h=6.626×10-34 J·s； C : 光速，C=3.0×108m/s。
2. 吸收光谱
当一定能量的光辐射通过气态、液态或透明固体物质 时，物质的原子、离子或分子将吸收相应能量的光辐射而 由低能态跃迁至较高能态，从而产生一吸收光谱。这种
仪器分析各章习题与答案
第一章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点.第二章色谱分析法1．塔板理论的要点与不足是什么？2．速率理论的要点是什么？3．利用保留值定性的依据是什么？4．利用相对保留值定性有什么优点？5．色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题?6．什么叫死时间?用什么样的样品测定? ．7．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率？为什么？8．某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上柱效并不高，试分析原因。
9．某人制备了一根填充柱，用组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500,因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离，该人推断正确吗?简要说明理由。
10．色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法？11．气相色谱仪一般由哪几部分组成?各部件的主要作用是什么?12．气相色谱仪的气路结构分为几种?双柱双气路有何作用？13．为什么载气需要净化？如何净化?14．简述热导检测器的基本原理.15．简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。
16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些？分别是如何影响的?17．为什么常用气固色谱分离永久性气体?18．对气相色谱的载体有哪些要求？19．试比较红色载体和白色载体的特点。
20．对气相色谱的固定液有哪些要求?21．固定液按极性大小如何分类?22．如何选择固定液？23．什么叫聚合物固定相？有何优点?24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么?25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类?26．毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点?27．为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置?28．在下列情况下色谱峰形将会怎样变化？(1）进样速度慢；(2）由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化;(3)增加柱温；(4）增大载气流速;(5)增加柱长；（6）固定相颗粒变粗。
仪器分析光学分析法导论PPT学习教案
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电磁辐射具有波动性和微粒性（波粒二象性）：
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线 光谱
E总=E电子+E振动+E转动
带 光谱
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非光谱法： 如偏振法、干涉法、旋光法等； 不 涉 及 能 级 跃迁 ，物质 与辐射 作用时 ，仅改 变传播 方向等 物理性 质； 光 谱 法 与 非 光谱法 的区别 ：
光谱法：内部能级发生变化 原子吸收/发射光谱法：原子外层电子能级跃迁
12.旋光法
溶 液 的 旋 光 性与分 子的非 对称结 构有密 切关系 ，可利 用旋光 法研究 某些天 然产物 及配合 物的立 体化学 问题， 旋光计 测定糖 的含量 。
13.衍射法
X射 线 衍 射 ： 研究晶 体结构 ，不同 晶体具 有不同 衍射图 。 电 子 衍 射 ：电 子衍射 是透射 电子显 微镜的 基础， 研究物 质的内 部组织 结构。
微 波 0.1mm~1m 无线电波 1m以上
光学分析方法 射线光谱法 X射线光谱法
原子发射光谱法、原子吸收光谱法、 原子荧光光谱法、紫外吸收光谱法、 可见吸收光谱法、分子荧光光谱法、 红外吸收光谱法 微波光谱法 核磁共振波谱法
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3、辐射能的特性（光与物质的作用）：
(1) 吸收 M + hv M* (2) 发射 M* M + hv (3) 散射（Scattering）光通过不均匀介质时部分光偏离原方向传播的现 象。丁铎尔散射和分子散射. (4) 折射（Refraction） 折射是光在两种介质中的传播速度不同； (5) 反射 （Reflection） 光通过具有不同折射率的两种介质的界面时会 产生反射。 (6) 干涉（Coherent interference） 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。 (7) 衍射（Diffraction） 光绕过物体而弯曲地向其后面传播的现象； (8) 偏振（Polarization） 只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振 光。
光学分析法导论习题
光学分析法导论习题班级姓名学号一．填空题1. 光速c≈3×1010cm·s-1是在中测得的。
2．原子内层电子跃迁的能量相当于光,原子外层电子跃迁的能量相当于光和。
3．分子振动能级跃迁所需的能量相当于光,分子中电子跃迁的能量相当于光。
4．钠的基态光谱项为,钠的共振谱线以表示。
5．，和三种光分析方法是利用线光谱进行检测的。
二．选择题1．电磁辐射的微粒性表现在下述哪种性质上A. 能量B. 频率C. 波长D. 波数2.当辐射从一种介质传播到另一种介质中时,下述哪种参量不变?A. 波长B.频率C.速度D.方向3.镁的L=2光谱项可具有几个J值?A.1B.2C.3D.44.下述哪种分析方法是基于发射原理的?A.红外光谱法B.荧光光度法C.核磁共振波谱法D.分光光度法5.带光谱是由于A 炽热固体发射的结果B 受激分子发射的结果C 受激原子发射的结果D 简单离子发射的结果三．计算题1. 1.50A0的X射线其波数(σ)应为多少?2. 670.7nm的锂线其频率(υ)应为多少?3. 波数为3300cm-1。
其波长应为多少纳米?4．铜的共振线激发电位为3.824eV，其波长应为（h=6.63×10-34J·s；c=3.0×1010cm·s-1；1eV=1.602×10一19J）多少埃(A0)?5．可见光相应的能量范围应为多少电子伏特?四．解释下列名词：1．发射光谱和吸收光谱2．原子光谱和分子光谱3．分子振动光谱和分子转动光谱4．统计权重和简并度五．写出镁原子基态和第一激发态的光谱支项。
6．用次甲基蓝－二氯乙烷光度法测定试样中硼时，为制作标准曲线，配制一系列质量浓度的标准溶液，测得相应的吸光度如下βB/（mg.L-1）0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0A 0.140 0.160 0.280 0.380 0.410 0.540试写出该标准曲线的一元线性回归方程，并求出相关系数。
仪器分析-光谱试题及答案
仪器分析-光谱试题及答案第一章、绪论一、选择题1、利用两相间分配的分析方法是（D）A、光学分析法B、电化学分析法C、热分析法D、色谱分析法3、下列哪种分析方法是以散射光谱为基础的？（D）A、原子发射光谱B、某荧光光谱法C、原子吸收光谱D、拉曼光谱法4、下列分析方法中，哪一个不属于电化学分析法？（D）A、电导分析法B、极谱法C、色谱法D、伏安法5、仪器分析与化学分析比较，其灵敏度一般（A）A、比化学分析高B、比化学分析低C、相差不大D、不能判断6、仪器分析与化学分析比较，其准确度一般（B）A、比化学分析高B、比化学分析低C、相差不大D、不能判断7、仪器分析法与化学分析法比较，其优点是（ACDE）A、灵敏度高B、准确度高C、速度快D、易自动化E、选择性高8、下列分析方法中，属于光学分析法的是（AB）A、发射光谱法B、分光光度法C、电位分析法D、气相色谱法E、极谱法9、对某种物质进行分析，选择分析法时应考虑的因素有（ABCDE）A、分析结果要求的准确度B、分析结果要求的精确度C、具有的设备条件D、成本核算E、工作人员工作经验10、仪器分析的发展趋势是（ABCDE）A、仪器结构的改善B、计算机化C、多机连用D、新仪器分析法E、自动化二、填空题1、仪器分析法是以测量物质的物理性质为基础的分析方法。
2、仪器分析具有简便、快捷、灵敏，易于实现自动操作等特点。
3、测量物质试液的电化学性质及其变化来进行分析的方法称电化学分析法。
4、属于电化学分析法的有电导分析法、电位分析法、极谱、电解、库伦分析法。
5、光学分析法是一类重要的仪器分析法。
它主要根据物质发射和吸收电磁波以及物质与电磁辐射的相互作用来进行分析。
三、名词解释1、化学分析是基于化学反应和它的计量关系来确定被测物质组成和含量的一类分析方法。
2、仪器分析是基于测量某些物质的物理性质或物理化学性质、参数及其变化来确定被测物质组成与含量的一类分析方法。
四、简答题1、定量分析方法的评定指标有哪些？答：精密度、准确度、检出限、灵敏度、标准曲线的线性范围等指标。
分析化学第三版下册答案
2 第一章绪论5 第二章光学分析法导论7 第三章紫外－可见吸收光谱法9 第四章红外吸收光谱法11 第五章分子发光分析法13 第六章原子发射光谱法21 第七章原子吸收与原子荧光光谱法27 第八章电化学分析导论30 第九章电位分析法34 第十章极谱分析法37 第十一章电解及库仑分析法41 第十二章色谱分析法第一章绪论1．解释下列名词：（1）仪器分析和化学分析；（2）标准曲线与线性范围；（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限。
答：（1）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。
（2）标准曲线与线性范围：标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线；标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。
（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。
2． 对试样中某一成分进行5次测定，所得测定结果（单位μg ⋅mL -1）分别为 0.36，0.38，0.35，0.37，0.39。
（1） 计算测定结果的相对标准偏差；（2） 如果试样中该成分的真实含量是0.38 μg ⋅mL -1，试计算测定结果的相对误差。
解：（1）测定结果的平均值37.0539.037.035.038.036.0=++++=x μg ⋅mL -1 标准偏差122222120158.015)37.039.0()37.037.0()37.035.0()37.038.0()37.036.0(1)(-=⋅=--+-+-+-+-=--=∑m Lg n x x s n i iμ相对标准偏差 %27.4%10037.00158.0%100=⨯=⨯=x s s r （2）相对误差 %63.2%10038.038.037.0%100-=⨯-=⨯-=μμx E r 。
10光学分析法导论
热检测器是吸收辐射并根据吸收引起的 热效应来测量入射辐射的强度，包括真空 热电偶、热电检测器、热电偶等。
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光电倍增管
一个光电子可产生 106~108个电子
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五、读出装置
由检测器将光信号转换成电信 号后，通过模数转换器送计算机 处理或用记录仪、数字显示器、 显示屏等显示和记录结果。
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§3 光学分析法的分类
3.1 非 光 谱 法
非光谱法是基于物质与辐射相互 作用时，测量辐射的某些性质（如折 射、散射、干涉、衍射、偏振等）变 化的分析方法。
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非光谱法不涉及物质内部能级的跃 迁，电磁辐射只改变了传播方向、速 度或某些物理性质。
属于这类分析方法的有折射法、偏 振法、光散射法、干涉法、衍射法、 旋光法和圆二向色性法等。
利用发射光谱分析物质的方法，称为~。
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荧光光谱：
某些物质的分子或原子在辐射能的作 用下跃迁至激发态，部分分子或原子与 其它粒子碰撞，把激发能转变为热能消 耗掉；其余的分子或原子以热和光的形 式散发出这部分能量而回到基态，由此 产生的光谱称为荧光光谱。
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§ 4 光谱分析的分类
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1.2 电 磁 波 谱 (electromagnetic spectrum)
电磁波按照波长或频率顺序排列 所绘成的图表，称为电磁波谱。 P202表10-2。
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§2 光与物质的作用
光与物质相互作用的方式有吸收、 发射、散射、反射、折射、干涉、 衍射、偏振等。
仪器分析课后习题答案1
课后习题答案第一章：绪论1．解释下列名词：（1）仪器分析和化学分析；（2）标准曲线与线性范围；（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限。
答：（1）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。
（2）标准曲线与线性范围：标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线；标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。
（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。
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）原子发射光谱和原子吸收光谱；（3）统计权重和简并度；（4）分子振动光谱和分子转动光谱；（5）禁戒跃迁和亚稳态；（6）光谱项和光谱支项；（7）分子荧光、磷光和化学发光；（8）拉曼光谱。
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（如热能、电能等）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，一般约在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态，这种选择性地吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。
（3）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成2J＋1个不同的支能级，2J＋1称为能级的简并度。
（4）由分子在振动能级间跃迁产生的光谱称为分子振动光谱；由分子在不同的转动能级间跃迁产生的光谱称为分子转动光谱。
10光学分析法导论
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每个光量子的能量(EL)与其频率(ν) 及波长(λ)之间的关系为:
EL = hυ = hc/λ = hcσ 波长越短，光子的能量越大。
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§3 光学分析法的分类
非光谱法不涉及物质内部能级的跃迁， 电磁辐射只改变了传播方向、速度或 某些物理性质。
EL= E
E：不同能级间能量差
EL= h = hc/= hc = E
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Байду номын сангаас
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一、吸 收 光 谱 法
1. 吸收：
当辐射能通过某些吸光物质时， 物质的原子或分子吸收与其能级 跃迁相应的能量由低能态或基态 跃迁至较高的能态的过程。
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2. 吸收光谱： 物质对辐射能的选择性吸收
I0= Ia+ It+ Ir 由于测定条件下反射光强度基本相同， 其影响可相互抵消，上式可简化为：
I0= Ia+ It
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透光度：
透光度为透过光的强度It与入射光强度
I0之比，用T表示。
即
T= It/I0
吸光度：
为透光度倒数的对数，用A表示。
即
A=lg1/T=lgI0/It
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A= kcb A=A1+A2+A3+……
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§ 4 光谱分析的分类
依据物质对不同波谱区辐射能的吸收 或发射，可建立不同的光谱分析方法。
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§5 光谱法仪器
光谱仪一般包括： 光源、单色器、样品容器、检
仪器分析课后习题答案
课后习题答案第一章：绪论1．解释下列名词：（1）仪器分析和化学分析；（2）标准曲线与线性范围；（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限。
答：（1）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。
（2）标准曲线与线性范围：标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线；标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。
（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。
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）原子发射光谱和原子吸收光谱；（3）统计权重和简并度；（4）分子振动光谱和分子转动光谱；（5）禁戒跃迁和亚稳态；（6）光谱项和光谱支项；（7）分子荧光、磷光和化学发光；（8）拉曼光谱。
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（如热能、电能等）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，一般约在108 s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态，这种选择性地吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。
（3）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成2J＋1个不同的支能级，2J＋1称为能级的简并度。
（4）由分子在振动能级间跃迁产生的光谱称为分子振动光谱；由分子在不同的转动能级间跃迁产生的光谱称为分子转动光谱。