2010-8-2
第五章
原子发射光谱分析法
一、概述
generalization
二、原子发射光谱的产生
formation of atomic
emission spectra
三、谱线强度
spectrum line intensity
四、谱线自吸与自蚀
self-absorption and
selp reversal of spectrum
line
第一节
原子发射光谱分析
基本原理
atomic emission
spectrometry,AES
basic principle of AES
2010-8-2
一、概述
原子发射光谱分析法 （ AES）, 根据待测物质的气态原子
或离子受激发后所发射的 特征 光谱的 波长 及其 强度 来测定物
质中元素 组成 和 含量 的分析方法 。
原子发射光谱法的一般分析 步骤,
（ 1）在激发光源中，将待测物质蒸发、解离、电离、激
发，产生光辐射。
（ 2）将待测物质发射的复合光经分光装置色散成光谱
（ 3）通过检测器检测待测物质中元素光谱线的 波长 和 强
度,进行元素的 定性 和 定量 分析
优点：选择性好, 分析速度快, 多种元素同时分析 。
2010-8-2
二、原子发射光谱的产生
formation of atomic emission spectra
在正常状态下, 元素处于基态, 元素在受到外界能量 （
热能或电能 ） 激发时, 由基态跃迁到激发态, 返回到基态时
,发射出 特征光谱 （ 线状光谱 ） ；
特征辐射
基态元素 M 激发态 M*
热能、电能
?E
2010-8-2
原子的共振线与离子的电离线
非共振线,激发态与激发态之间跃迁形成的光谱线
共振线,激发态与基态之间的跃迁产生的光谱线
原子线,原子发射的谱线
离子线,离子发射的谱线
元素谱线表, I 表示原子发射的谱线；
II 表示一次电离离子发射的谱线；
III表示二次电离离子发射的谱线；
如 Mg I 285.21 nm ； Mg II 279.55 nm；
同种元素的原子和离子所产生的 原子线和离子线 都是该元
素的特征谱线，习惯上 统称为原子光谱 。
2010-8-2
三、谱线强度 spectrum line intensity
原子由某一激发态 i 向基态或较低能级 j 跃迁, 所发射的
谱线强度 与 激发态原子数成正比 。
在热力学平衡时, 单位体积的 基态 原子数 N0与 激发 态原
子数 Ni的之间的分布遵守玻耳兹曼分布定律：
kT
E i
eNggN ???? 0
0
i
i
gi, g0为激发态与基态的统计权重； Ei,为激发能； k为
玻耳兹曼常数； T为激发温度；
发射谱线强度, Iij = Ni Aijh?ij
h为 Plank常数； Aij两个能级间的跃迁几率； ?ij发射谱线
的频率 。 将 Ni代入上式, 得：
2010-8-2
谱线强度
影响谱线强度的因素,
（ 1）激发能 激发能越小，谱线
强度越强；
（ 2）温度 温度升高，谱线强度
增大，但易电离。
kT
E
ij
i
eNhA
g
gI ???????
0ij
0
i
ij ?
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影响谱线强度的因素,
（ 3）基态原子数 谱线 强度 与 基态原子数成正比,在一
定条件下,基态原子数 与试样中该 元素浓度成正比 。因此
，在一定的实验条件下 谱线强度与被测元素浓度成正比,
这是光谱 定量 分析的依据。
kT
E
ij
i
eNhA
g
gI ???????
0ij
0
i
ij ?
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四、谱线的自吸与自蚀
self-absorption and self reversal of spectrum line
等离子体, 包含分子, 离子, 电子等粒子
,其 正负电荷相等 的电离 气体 。 它具有 电中
性和导电性 。
等离子体有一定的体积, 温度 与 原子浓度
在其各部位 分布不均匀, 中间 的温度, 激发
态原子浓度 高, 边缘 温度 低, 基态与较低能
级的原子较多 。
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自吸, 某元素的原子从 中心 发射电磁辐射, 必然要 通过
边缘 到达检测器, 这样所发射的 电磁辐射 就可能 被 处在 边缘
的 同一元素 基态原子或较低能级的 原子吸收, 使接受到的 谱
线强度降低 。
这种原子在高温发射某一波长的辐射, 被处在边缘低温
状态的同种原子所吸收的现象称为 自吸 。
元素浓度 低 时, 不 出现自吸 。 随
浓度增加, 自吸越严重, 当达到一定
值时, 谱线中心完全吸收, 如同出现
两条线, 这种现象称为 自蚀 。
基态原子对 共振线 的自吸 最严重
谱线表, r,自吸； R,自蚀；
2010-8-2
内容选择
第一节 原子发射光谱分析基本原理
basic principle of Atomic emission spectrometry
第二节 发射光谱分析装置与仪器
device and instrument of AES
第三节 定性, 定量分析方法
qualitative and quantitative analysis method
结束
第五章
原子发射光谱分析法
一、概述
generalization
二、原子发射光谱的产生
formation of atomic
emission spectra
三、谱线强度
spectrum line intensity
四、谱线自吸与自蚀
self-absorption and
selp reversal of spectrum
line
第一节
原子发射光谱分析
基本原理
atomic emission
spectrometry,AES
basic principle of AES
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一、概述
原子发射光谱分析法 （ AES）, 根据待测物质的气态原子
或离子受激发后所发射的 特征 光谱的 波长 及其 强度 来测定物
质中元素 组成 和 含量 的分析方法 。
原子发射光谱法的一般分析 步骤,
（ 1）在激发光源中，将待测物质蒸发、解离、电离、激
发，产生光辐射。
（ 2）将待测物质发射的复合光经分光装置色散成光谱
（ 3）通过检测器检测待测物质中元素光谱线的 波长 和 强
度,进行元素的 定性 和 定量 分析
优点：选择性好, 分析速度快, 多种元素同时分析 。
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二、原子发射光谱的产生
formation of atomic emission spectra
在正常状态下, 元素处于基态, 元素在受到外界能量 （
热能或电能 ） 激发时, 由基态跃迁到激发态, 返回到基态时
,发射出 特征光谱 （ 线状光谱 ） ；
特征辐射
基态元素 M 激发态 M*
热能、电能
?E
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原子的共振线与离子的电离线
非共振线,激发态与激发态之间跃迁形成的光谱线
共振线,激发态与基态之间的跃迁产生的光谱线
原子线,原子发射的谱线
离子线,离子发射的谱线
元素谱线表, I 表示原子发射的谱线；
II 表示一次电离离子发射的谱线；
III表示二次电离离子发射的谱线；
如 Mg I 285.21 nm ； Mg II 279.55 nm；
同种元素的原子和离子所产生的 原子线和离子线 都是该元
素的特征谱线，习惯上 统称为原子光谱 。
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三、谱线强度 spectrum line intensity
原子由某一激发态 i 向基态或较低能级 j 跃迁, 所发射的
谱线强度 与 激发态原子数成正比 。
在热力学平衡时, 单位体积的 基态 原子数 N0与 激发 态原
子数 Ni的之间的分布遵守玻耳兹曼分布定律：
kT
E i
eNggN ???? 0
0
i
i
gi, g0为激发态与基态的统计权重； Ei,为激发能； k为
玻耳兹曼常数； T为激发温度；
发射谱线强度, Iij = Ni Aijh?ij
h为 Plank常数； Aij两个能级间的跃迁几率； ?ij发射谱线
的频率 。 将 Ni代入上式, 得：
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谱线强度
影响谱线强度的因素,
（ 1）激发能 激发能越小，谱线
强度越强；
（ 2）温度 温度升高，谱线强度
增大，但易电离。
kT
E
ij
i
eNhA
g
gI ???????
0ij
0
i
ij ?
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影响谱线强度的因素,
（ 3）基态原子数 谱线 强度 与 基态原子数成正比,在一
定条件下,基态原子数 与试样中该 元素浓度成正比 。因此
，在一定的实验条件下 谱线强度与被测元素浓度成正比,
这是光谱 定量 分析的依据。
kT
E
ij
i
eNhA
g
gI ???????
0ij
0
i
ij ?
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四、谱线的自吸与自蚀
self-absorption and self reversal of spectrum line
等离子体, 包含分子, 离子, 电子等粒子
,其 正负电荷相等 的电离 气体 。 它具有 电中
性和导电性 。
等离子体有一定的体积, 温度 与 原子浓度
在其各部位 分布不均匀, 中间 的温度, 激发
态原子浓度 高, 边缘 温度 低, 基态与较低能
级的原子较多 。
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自吸, 某元素的原子从 中心 发射电磁辐射, 必然要 通过
边缘 到达检测器, 这样所发射的 电磁辐射 就可能 被 处在 边缘
的 同一元素 基态原子或较低能级的 原子吸收, 使接受到的 谱
线强度降低 。
这种原子在高温发射某一波长的辐射, 被处在边缘低温
状态的同种原子所吸收的现象称为 自吸 。
元素浓度 低 时, 不 出现自吸 。 随
浓度增加, 自吸越严重, 当达到一定
值时, 谱线中心完全吸收, 如同出现
两条线, 这种现象称为 自蚀 。
基态原子对 共振线 的自吸 最严重
谱线表, r,自吸； R,自蚀；
2010-8-2
内容选择
第一节 原子发射光谱分析基本原理
basic principle of Atomic emission spectrometry
第二节 发射光谱分析装置与仪器
device and instrument of AES
第三节 定性, 定量分析方法
qualitative and quantitative analysis method
结束
