光谱分析法导论
电磁波谱
光是一种电磁辐射（或电磁波），
具有波动性和微粒性
波动性
微粒性
波参数：
波长、频率、
速度和振幅
λ＝ c/ν
散射、折射、
反射、干射、
衍射和偏振
E＝ ｈ ν
光电效应、
康普顿效应、
黑体辐射
物质的能态
原子、离子和分子有确定的确定的能
量，存在于一定的不连续的能态上，即能
量是量子化的。
E1－ E0＝ ｈ ν＝ ｈ c /λ
原子光谱
? 产生的原因：原子外
层电子的跃迁
? 特点：有限数量的窄
峰
? 能级状态的表示：光
谱项符号（ nMLJ)。
? 电子跃迁的选择定则
? 能级图的含义
以原子光谱为基础的分
析方法有哪些？
分子光谱
? E分子＝ E电子＋ E
振动＋ E转动
? 特点：带状光谱
? 单重态和三重态有
何区别？
? 以分子光谱为基础
的分析方法有哪些？
辐射的发射
辐射的产生 当受激粒子（分子、原子和离子）弛豫
回到低能级或基态时，常以光子形式释
放多余的能量，产生电磁辐射。
途径 1 电子或其它粒子轰击,X射线
2 高压交流火花、电弧、火焰等：紫
外、可见、红外。
3 电磁波照射：荧光
4 放热的化学反应：化学发光
光谱类型 线光谱、带光谱、连续光谱
以电磁辐射为基础的常用光谱方法
能量高低 典型的光谱学 常用的波长范围 量子跃迀的类型
高能辐射 ?射线发射
X射线吸收、发射、荧光和
衍射
0.005－ 1.4?
0.1－ 100?
核能级
内层电子
中间部分 真空紫外吸收
紫外－可见吸收、发射和
荧光
红外吸收和拉曼散射
10－ 180nm
180-780nm
0.78-300μm
价电子
价电子
分子的转到和振动
长波部分 微波吸收
电子自旋共振
核磁共振
0.75-3.75mm
3cm
0.6-10m
分子的转动
磁场中电子的自旋
磁场中核的自旋
辐射的吸收
产生 将频率为 ν的电磁波通过一层固体、
液体或气体物质，而电磁波的能量正好等
于物质的基态和某一激发态之间的能量差
时，物质就会吸收辐射。此时电磁辐射能
被转移到组成物质的原子和分子上，物质
从较低能态激发到较高能态或激发态。
类型 原子吸收
分子吸收
磁场诱导下的吸收
弛豫过程：非辐射弛豫
荧光、磷光弛豫
光学光谱中各种类型仪器的组成
光源或
加热的固体 试样架 波长选择 光电转换器
信号处理
及输出
光源或激光
试样架 波长选择 光电转换器 信号处理及输出
信号处理
及输出光电转换器波长选择光源及试样架
A
C
B
（ A）吸收；（ B）荧光、磷光和散射；（ C）发射和化学发光
分析仪器的部件
辐射源 连续光源、线光源、激光光源
波长选择器 单色器 棱镜、光栅
滤光片 吸收、干涉
试样容器 石英、各种玻璃
辐射的检测 光电检测器 光伏打电池、真空光电管、光电倍增管、硅二极管、多道光子检
测器
热检测器 热电偶、辐射热测量计、热电检测器
信号处理器
和读出装置
放大信号、过滤、数学运算
数字表、记录仪、电位计标尺、阴极射线管
阅读文献
? 某些分子光谱分析法测定蛋白质的进展 分
析化学 2001年 02期
? 某些分子光谱分析法测定核酸的进展 理化
检验,化学分册 2002年 02期
? 冶金光电直读光谱分析的进展 冶金分析
1999年 04期
电磁波谱
光是一种电磁辐射（或电磁波），
具有波动性和微粒性
波动性
微粒性
波参数：
波长、频率、
速度和振幅
λ＝ c/ν
散射、折射、
反射、干射、
衍射和偏振
E＝ ｈ ν
光电效应、
康普顿效应、
黑体辐射
物质的能态
原子、离子和分子有确定的确定的能
量，存在于一定的不连续的能态上，即能
量是量子化的。
E1－ E0＝ ｈ ν＝ ｈ c /λ
原子光谱
? 产生的原因：原子外
层电子的跃迁
? 特点：有限数量的窄
峰
? 能级状态的表示：光
谱项符号（ nMLJ)。
? 电子跃迁的选择定则
? 能级图的含义
以原子光谱为基础的分
析方法有哪些？
分子光谱
? E分子＝ E电子＋ E
振动＋ E转动
? 特点：带状光谱
? 单重态和三重态有
何区别？
? 以分子光谱为基础
的分析方法有哪些？
辐射的发射
辐射的产生 当受激粒子（分子、原子和离子）弛豫
回到低能级或基态时，常以光子形式释
放多余的能量，产生电磁辐射。
途径 1 电子或其它粒子轰击,X射线
2 高压交流火花、电弧、火焰等：紫
外、可见、红外。
3 电磁波照射：荧光
4 放热的化学反应：化学发光
光谱类型 线光谱、带光谱、连续光谱
以电磁辐射为基础的常用光谱方法
能量高低 典型的光谱学 常用的波长范围 量子跃迀的类型
高能辐射 ?射线发射
X射线吸收、发射、荧光和
衍射
0.005－ 1.4?
0.1－ 100?
核能级
内层电子
中间部分 真空紫外吸收
紫外－可见吸收、发射和
荧光
红外吸收和拉曼散射
10－ 180nm
180-780nm
0.78-300μm
价电子
价电子
分子的转到和振动
长波部分 微波吸收
电子自旋共振
核磁共振
0.75-3.75mm
3cm
0.6-10m
分子的转动
磁场中电子的自旋
磁场中核的自旋
辐射的吸收
产生 将频率为 ν的电磁波通过一层固体、
液体或气体物质，而电磁波的能量正好等
于物质的基态和某一激发态之间的能量差
时，物质就会吸收辐射。此时电磁辐射能
被转移到组成物质的原子和分子上，物质
从较低能态激发到较高能态或激发态。
类型 原子吸收
分子吸收
磁场诱导下的吸收
弛豫过程：非辐射弛豫
荧光、磷光弛豫
光学光谱中各种类型仪器的组成
光源或
加热的固体 试样架 波长选择 光电转换器
信号处理
及输出
光源或激光
试样架 波长选择 光电转换器 信号处理及输出
信号处理
及输出光电转换器波长选择光源及试样架
A
C
B
（ A）吸收；（ B）荧光、磷光和散射；（ C）发射和化学发光
分析仪器的部件
辐射源 连续光源、线光源、激光光源
波长选择器 单色器 棱镜、光栅
滤光片 吸收、干涉
试样容器 石英、各种玻璃
辐射的检测 光电检测器 光伏打电池、真空光电管、光电倍增管、硅二极管、多道光子检
测器
热检测器 热电偶、辐射热测量计、热电检测器
信号处理器
和读出装置
放大信号、过滤、数学运算
数字表、记录仪、电位计标尺、阴极射线管
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? 某些分子光谱分析法测定蛋白质的进展 分
析化学 2001年 02期
? 某些分子光谱分析法测定核酸的进展 理化
检验,化学分册 2002年 02期
? 冶金光电直读光谱分析的进展 冶金分析
1999年 04期
