第二章光譜法導(dǎo)論

1第二章

光譜分析法導(dǎo)論2

凡是根據(jù)物質(zhì)與輻射能的相互作用所建立起來的定性、定量和結(jié)構(gòu)分析的方法，均可稱為光學(xué)分析法（

Opticalanalysis）。

3

基于物質(zhì)發(fā)射的電磁輻射或物質(zhì)與輻射相互作用后產(chǎn)生的輻射信號(hào)或發(fā)生的信號(hào)變化來測(cè)定物質(zhì)的性質(zhì)、含量和結(jié)構(gòu)的一類儀器分析方法。光學(xué)分析方法涉及到三個(gè)問題：①能源提供能量（包括輻射能）②能量與物質(zhì)的相互作用；③分析信號(hào)的產(chǎn)生及其檢測(cè)。4光學(xué)分析法的應(yīng)用

2.環(huán)境和大氣研究

主要是原子光譜的應(yīng)用，也有分子光譜。3.藥物分析

鑒別、檢查、含量測(cè)定，主要是生物大分子幾何構(gòu)型的確定。1.結(jié)構(gòu)鑒定

專屬性強(qiáng);樣品用量少;不改變混合體系的

組成就能快速分析。內(nèi)容一、電磁輻射的基本性質(zhì)二、光學(xué)分析法的分類三、光譜分析常用的儀器四、分析方法5第一節(jié)

電磁輻射的基本性質(zhì)6一、電磁輻射的基本性質(zhì)7光:是一種電磁輻射,具有波動(dòng)性和粒子性.波動(dòng)性–

傳播運(yùn)動(dòng)過程中突出,表現(xiàn)在光的偏振,干涉,衍射粒子性–

與物質(zhì)相互作用時(shí)突出,表現(xiàn)在光電效應(yīng),光的吸收和發(fā)射衍射干射散射電磁輻射（電磁波、光）的性質(zhì)81.光的波動(dòng)性波動(dòng)性：可用周長(zhǎng)T、波長(zhǎng)λ、頻率ν和波數(shù)σ

等進(jìn)行表征。ν=

λcc

:光速(2.998×108m/s)ν

:Hzλ

:nm或者μmλ

:光在傳播過程中,同一電磁波曲線上兩個(gè)相鄰的相位相同的點(diǎn)之間的距離.ν

:單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過某一點(diǎn)的波的數(shù).σ

:波長(zhǎng)的倒數(shù)(1/λ),常用于紅外光譜,可以理解為單位長(zhǎng)度內(nèi)所具有的波的數(shù)目.※頻率與波長(zhǎng)成反比,即波長(zhǎng)越長(zhǎng),頻率越低,波數(shù)越小

=1/

=

/c9eV

:電子伏特，為光子的能量單位，1eV=1.6022*10-19J.相當(dāng)于頻率v為2.4186*10-14Hz

或者波長(zhǎng)λ為1.2395*10-6m

或者波數(shù)σ

為8067.8cm-1

的光子所具有的能量。紫外-可見光區(qū):nm(10-9m)紅外光區(qū):μm(10-6m)或cm-1微波區(qū):cm無線電波:m對(duì)于不同的光波,波長(zhǎng)采用不同的單位.11112.光的粒子性※光量子的能量(E)與波長(zhǎng)成反比,

而與頻率及波數(shù)成正比.

可用光量子的能量來描述，電磁輻射能量和波長(zhǎng)的關(guān)系為E=h=hc/=hch:普朗克常數(shù)6.626×10-34J·s12E=hc/6.626×10-34×2.998×108/200×10-9

=9.932×10-19（J）

=6.20（eV）E:能量J或ev,1ev=1.60×10-19J;:波長(zhǎng)nm,1nm=10-7cmc:光速2.998×1010cm·s-1;h:普朗克常數(shù)6.626×10-34J·s例：計(jì)算波長(zhǎng)為200nm光子的能量.13133．電磁波譜：電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列，稱~。γ射線→

X射線→紫外光→可見光→紅外光→微波→無線電波1415

高能輻射區(qū)γ射線能量最高，來源于核能級(jí)躍遷

χ射線來自內(nèi)層電子能級(jí)的躍遷光學(xué)光譜區(qū)紫外光來自原子和分子外層電子能級(jí)的躍遷可見光紅外光來自分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷波譜區(qū)微波來自分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)及電子自旋能級(jí)躍遷無線電波來自原子核自旋能級(jí)的躍遷γ射線→X射線→紫外光→可見光→紅外光→微波→無線電波波長(zhǎng)長(zhǎng)電磁波譜16

物質(zhì)與輻射能作用時(shí)內(nèi)部發(fā)生能級(jí)躍遷→光譜光譜法(Spectroscopicanalysis)光學(xué)分析法

物質(zhì)與輻射能作用時(shí)不發(fā)生能級(jí)躍遷非光譜法4.電磁輻射與物質(zhì)的相互作用17光譜法當(dāng)物質(zhì)與輻射能作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生能級(jí)之間的躍遷;記錄由能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的輻射能強(qiáng)度隨波長(zhǎng)（或相應(yīng)單位）的變化，所得的圖譜稱為光譜。

利用物質(zhì)的光譜進(jìn)行定性、定量和結(jié)構(gòu)分析的方法稱為光譜分析法，簡(jiǎn)稱光譜法。18非光譜法

非光譜法是基于物質(zhì)與輻射相互作用時(shí)，測(cè)量輻射的某些性質(zhì)，如折射、散射、干涉、衍射、偏振等變化的分析方法。非光譜法不涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)的躍遷，電磁輻射只改變了傳播方向、速度或某些物理性質(zhì)。

屬于這類分析方法的有折射法、偏振法、光散射法、干涉法、衍射法、旋光法和圓二向色性法等。19(一)物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生能級(jí)躍遷

吸收(Absorption)

輻射能量恰好滿足物質(zhì)兩能級(jí)間躍遷所需的能量。

X+h→X吸收當(dāng)電磁波作用于固體、液體和氣體物質(zhì)時(shí)，若電磁波的能量恰好等于物質(zhì)某兩個(gè)能級(jí)（如第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)）之間的能量時(shí)，電磁輻射就可能被物質(zhì)所吸收，此時(shí)電磁輻射能被轉(zhuǎn)移到組成物質(zhì)的原子或分子上，原子或分子從較低能態(tài)吸收電磁輻射而被激發(fā)到較高能態(tài)或激發(fā)態(tài)。在室溫下，大多數(shù)物質(zhì)都處在基態(tài)，因此吸收輻射一般涉及從基態(tài)到較高能態(tài)的躍遷。通過實(shí)驗(yàn)得到吸光度對(duì)波長(zhǎng)（頻率）的函數(shù)圖，即吸收光譜圖。物質(zhì)的吸收光譜差異很大，特別是原子吸收光譜和分子吸收光譜。通常與物質(zhì)組分的復(fù)雜程度、物理狀態(tài)及環(huán)境有關(guān)。20E=nhvE=（n+1）hvhvhv能量降低原子吸收當(dāng)電磁輻射作用于氣態(tài)自由原子時(shí)，電磁輻射將被原子所吸收。由于原子外層電子的能級(jí)，其任意兩能級(jí)的能量差所對(duì)應(yīng)的頻率基本上處于紫外或可見光區(qū)，故氣態(tài)自由原子主要吸收紫外或者可見電磁輻射。因原子外層電子能級(jí)數(shù)有限，因此產(chǎn)生的原子吸收特征頻率也有限。光譜上表現(xiàn)為線狀光譜。紫外可見光區(qū)的能量足以引起外層電子或價(jià)電子的躍遷，相應(yīng)的分析方法為原子吸收法。能量大幾個(gè)數(shù)量級(jí)的X射線，能與原子內(nèi)層電子相互作用，故在X射線光譜區(qū)能觀察到原子最內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生的吸收峰。21分子吸收分子除外層電子能級(jí)外，每個(gè)電子能級(jí)還存在振動(dòng)能級(jí)，每個(gè)振動(dòng)能級(jí)還存在轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，因此分子吸收光譜較原子吸收光譜復(fù)雜得多。分子任意兩能級(jí)之間的能量差所對(duì)應(yīng)的頻率基本上處于紫外、可見和紅外光區(qū)，故分子主要吸收紫外、可見和紅外電磁輻射，表現(xiàn)為紫外-可見吸收光譜和紅外吸收光譜。22由于振動(dòng)能級(jí)相同而轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)不同的兩個(gè)能級(jí)之間的能量差很小，由同一能級(jí)躍遷到該振動(dòng)能級(jí)相同而轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)不同的兩個(gè)躍遷的能量差也很小，故對(duì)用的吸收頻率或波長(zhǎng)很接近，通常的檢測(cè)系統(tǒng)很難分辨出來，而分子能量相近的振動(dòng)能級(jí)又很多，因此表觀上分子吸收的量子特性表現(xiàn)不出來，而表現(xiàn)為對(duì)特定波長(zhǎng)段的電磁輻射吸收，光譜上表現(xiàn)為連續(xù)光譜。24

發(fā)射(Emission)

物質(zhì)受到激發(fā)而躍遷到激發(fā)態(tài)后，由激發(fā)態(tài)躍遷回到基態(tài)時(shí)以輻射的方式釋放能量。

M→M

M→

M+h能量：光、電、熱、化學(xué)能等E=nhvE=（n+1）hvhv能量降低發(fā)射躍遷可以理解為吸收躍遷相反的過程。由于原子、分子和離子的基態(tài)最穩(wěn)定，，所以發(fā)射躍遷涉及的是從較高能態(tài)向基態(tài)的躍遷?？梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)得到發(fā)射強(qiáng)度對(duì)波長(zhǎng)或頻率的函數(shù)圖，即發(fā)射光譜圖。通常情況下，分子、原子和離子處于基態(tài)，因此要產(chǎn)生發(fā)射，必須使分子、原子和離子處于激發(fā)態(tài)，這個(gè)過程稱為激發(fā)。激發(fā)可以通過提供不同不同形式的能量來實(shí)現(xiàn)。包括三種：1.熱能。將試樣置于高壓交流火花、電弧、火焰、高溫爐體之中，物質(zhì)以原子、離子形式存在，可獲取熱能而處于激發(fā)態(tài)，并產(chǎn)生紫外、可見或紅外輻射；2.電磁輻射。即用光輻射作用于分子或原子，使之產(chǎn)生吸收躍遷，并發(fā)射分子熒光、分子磷光或原子熒光；3.化學(xué)能。即通過放熱的化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng)物或產(chǎn)物獲取化學(xué)能而被激發(fā)，并產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。25原子發(fā)射氣態(tài)自由原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)，將發(fā)射電磁波而回到基態(tài)，所發(fā)射的電磁波處于紫外或可見光區(qū)。通常采用的電、熱或激光的形式使試樣原子化并激發(fā)原子。一般將原子激發(fā)到以第一激發(fā)態(tài)為主的有限幾個(gè)激發(fā)態(tài)，致使原子發(fā)射只有有限的特征頻率輻射。即特定原子只發(fā)射少數(shù)幾個(gè)具有特征頻率的電磁波。光譜表現(xiàn)形式為線狀光譜。26分子發(fā)射分子發(fā)射與分子外層的電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)相關(guān)。因此分子發(fā)射光譜較原子發(fā)射光譜復(fù)雜。為了保持分子的形態(tài)，分子的激發(fā)不能采用電、熱等極端方式，而采用光激發(fā)或化學(xué)能激發(fā)。分子發(fā)射的電磁輻射基本處于紫外、可見和紅外光區(qū)。因此分子主要發(fā)射紫外、可見電磁輻射，據(jù)此建立了熒光光譜法、磷光光譜法和化學(xué)發(fā)光光譜法。與分子吸收光譜一樣，由于相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)之間的能量差很小，因此由相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷回同一較低能級(jí)的兩個(gè)躍遷的能量差也很小，故發(fā)射過程所發(fā)射的兩個(gè)輻射的頻率或波長(zhǎng)很接近，通常的檢測(cè)系統(tǒng)很難分辨出來。而分子能量相近的振動(dòng)能級(jí)又很多，因此表觀上分子發(fā)射表現(xiàn)為對(duì)特定波長(zhǎng)段電磁輻射的發(fā)射，光譜上表現(xiàn)為連續(xù)光譜。2728散射(Scattering)

光子與物質(zhì)分子之間發(fā)生碰撞，使光子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變而向不同角度散射。被照射試樣粒子的直徑小于入射光波長(zhǎng)。直徑小于入射光波長(zhǎng)的通常是分子。

1.瑞利散射

光子與物質(zhì)分子發(fā)生彈性碰撞，不發(fā)生能量交換，僅光子運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變。

(散射光波長(zhǎng)=入射光波長(zhǎng))

2.Raman散射

頻率為0的單色光照射到透明物質(zhì)上，物質(zhì)分子會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。如果這種散射是光子與物質(zhì)分子發(fā)生能量交換的，即不僅光子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，它的能量也發(fā)生變化，則稱為Raman散射。這種散射光的頻率（νm）與入射光的頻率不同，稱為Raman位移。Raman位移的大小與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的能級(jí)有關(guān)，利用Raman位移研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法稱為Raman光譜法。30折射和反射

當(dāng)光從介質(zhì)1照射到介質(zhì)2界面時(shí)，一部分光返回介質(zhì)1，稱為光的反射，另一部分光則改變方向，以一定折射角度進(jìn)入介質(zhì)2，稱為光的折射。干涉和衍射

在一定條件下光波會(huì)相互作用。當(dāng)疊加時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)其強(qiáng)度視各波的相位而定的加強(qiáng)或減弱的合成波，稱為干涉。(二)不發(fā)生能級(jí)躍遷干射31衍射光波繞過障礙物或通過狹縫時(shí)，而彎曲地向它后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象，稱為衍射。第二節(jié)

光學(xué)分析法的分類3233一、按照電磁輻射與物質(zhì)的相互作用分類1.光譜法

物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生能級(jí)躍遷，記錄由能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的輻射能強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的變化，所得的圖譜稱為光譜，利用光譜進(jìn)行定性定量和結(jié)構(gòu)分析，包括吸收光譜法，發(fā)射光譜法和散射光譜法。34吸收光譜(absorptionspectrum)11(nm)吸光度(A)12

3

45

6…n35光譜的形狀線狀光譜:由若干條強(qiáng)度不同的譜線和暗區(qū)相間而成的光譜。輻射物質(zhì)是單個(gè)的氣態(tài)原子36nm帶狀光譜:由幾個(gè)光帶和暗區(qū)相間而成的光譜。帶光譜是由許多量子化的振動(dòng)能級(jí)疊加在分子的基態(tài)電子能級(jí)上而形成的。37連續(xù)光譜：由熾熱的固體或液體發(fā)射。在一定范圍內(nèi)。各種波長(zhǎng)的光都有，連續(xù)不斷，無明顯的譜線和譜帶。它們是紅外、可見及遠(yuǎn)紫外區(qū)分析儀器的重要光源。382.非光譜法

不涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)的躍遷，僅通過測(cè)量電磁輻射的某些基本性質(zhì)(反射、折射、干涉、衍射和偏振)的變化,主要有折射法，旋光法，濁度法，X-射線衍射法和圓二色法等。39利用X-射線能夠繞過障礙物而彎曲地向后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象，是測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)的重要手段。DNA晶體的X射線衍射照片(byRosalindFranklin)

X-射線衍射法(X-raydiffractionanalysis,XRD)40二、按照作用物不同分類1.原子光譜法(atomicspectroscopy)

以測(cè)量氣態(tài)原子或離子外層或內(nèi)層電子能級(jí)躍遷所產(chǎn)生的原子光譜為基礎(chǔ)的分析方法，為線狀光譜。

2.分子光譜法(molecularspectroscopy)

由分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的變化產(chǎn)生，為帶光譜。41三、按輻射能轉(zhuǎn)換方向分類1.原子吸收光譜法

原子外層電子躍遷的兩個(gè)能級(jí)之間的能量差可確定試樣的元素組成和含量，但不能給出分子結(jié)構(gòu)的信息(一)吸收光譜法定義：物質(zhì)吸收相應(yīng)的輻射能而產(chǎn)生的光譜。

42(1)紫外-可見分光光度法

價(jià)電子能級(jí)躍遷而產(chǎn)生，伴隨振動(dòng)能級(jí)等躍遷，帶狀光譜。電子能級(jí)間隔1～20eV，波長(zhǎng)200～760nm。2.分子吸收光譜法(2)紅外分光光度法

屬于分子振-轉(zhuǎn)光譜，能量差為0.05～1eV，波長(zhǎng)1250～25000nm。43(3)核磁共振波譜法

是原子核自旋能級(jí)躍遷，激發(fā)波長(zhǎng)是在60cm～300m的電磁波。(4)拉曼光譜法利用拉曼散射獲得結(jié)果。44(二)發(fā)射光譜法定義：原子或分子受激發(fā)后，電子由激發(fā)態(tài)回至基態(tài)所產(chǎn)生的光譜為發(fā)射光譜。1．原子發(fā)射光譜法用火焰、電弧、等離子炬等作為激發(fā)源，使氣態(tài)原子或離子的外層電子受激發(fā)發(fā)射特征光學(xué)光譜，利用這種光譜進(jìn)行分析的方法叫做原子發(fā)射光譜分析法。波長(zhǎng)范圍在190-900nm，可用于定性和定量分析。452．原子熒光光譜法氣態(tài)自由原子吸收特征波長(zhǎng)的輻射后，原子的外層電子從基態(tài)或低能態(tài)躍遷到較高能態(tài)，約經(jīng)10-8

s，又躍遷至基態(tài)或低能態(tài)，同時(shí)發(fā)射出與原激發(fā)波長(zhǎng)相同（共振熒光）或不同的輻射（非共振熒光），稱為原子熒光。發(fā)射的波長(zhǎng)在紫外和可見光區(qū)。在與激發(fā)光源成一定角度（通常為90）的方向測(cè)量熒光的強(qiáng)度，可以進(jìn)行定量分析。463．分子熒光光譜法某些物質(zhì)被紫外光照射后，物質(zhì)分子吸收了輻射而成為激發(fā)態(tài)分子，然后回到基態(tài)的過程中發(fā)射出比入射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的熒光。測(cè)量熒光的強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法稱為熒光分析法。波長(zhǎng)在光學(xué)光譜區(qū)。474．分子磷光光譜法

物質(zhì)吸收光能后，基態(tài)分子中的一個(gè)電子被激發(fā)躍遷至第一激發(fā)單重態(tài)軌道，由第一激發(fā)單重態(tài)的最低能級(jí)，經(jīng)系統(tǒng)間交叉躍遷至第一激發(fā)三重態(tài)（系間竄躍），并經(jīng)過振動(dòng)弛豫至最低振動(dòng)能級(jí)，因此，由此激發(fā)態(tài)躍遷回至基態(tài)時(shí)，便發(fā)射磷光。

根據(jù)磷光強(qiáng)度進(jìn)行分析的方法成為磷光分析法。它主要用于環(huán)境分析、藥物研究等方面的有機(jī)化合物的測(cè)定。485.化學(xué)發(fā)光光譜法由化學(xué)反應(yīng)提供足夠的能量，使其中一種反應(yīng)的分子的電子被激發(fā)，形成激發(fā)態(tài)分子。激發(fā)態(tài)分子躍回基態(tài)時(shí)，就發(fā)出一定波長(zhǎng)的光。其發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí)間變化，并可得到較強(qiáng)的發(fā)光（峰值）。在合適的條件下，峰值與被分析物濃度成線性關(guān)系，可用于定量分析。由于化學(xué)發(fā)光反應(yīng)類型不同，發(fā)射光譜范圍為400-1400nm。49

質(zhì)譜是分子離子和碎片離子依其質(zhì)荷比(m/z)大小依次進(jìn)行排列所成的質(zhì)量譜(massspectrum)。根據(jù)質(zhì)譜的分析，來確定分子的原子組成、分子量、分子式和分子結(jié)構(gòu)的方法稱為質(zhì)譜法。四、質(zhì)譜法50光學(xué)分析法光譜分析法非光譜分析法原子光譜分析法分子光譜分析法原子吸收光譜原子發(fā)射光譜原子熒光光譜X射線熒光光譜折射法圓二色性法X射線衍射法干涉法旋光法紫外光譜法紅外光譜法分子熒光光譜法分子磷光光譜法核磁共振波譜法51光譜分析法吸收光譜法發(fā)射光譜法原子光譜法分子光譜法原子發(fā)射原子吸收原子熒光X射線熒光原子吸收紫外可見紅外可見核磁共振紫外可見紅外可見分子熒光分子磷光核磁共振化學(xué)發(fā)光原子發(fā)射原子熒光分子熒光分子磷光X射線熒光化學(xué)發(fā)光第三節(jié)

光譜分析常用儀器5253光學(xué)分析方法涉及到三個(gè)問題：①能源提供能量（包括輻射能）②能量與物質(zhì)的相互作用；③分析信號(hào)的產(chǎn)生及其檢測(cè)。光譜分析儀器就是根據(jù)相應(yīng)的光譜分析原理構(gòu)建起來的。能源提供能量能量與被測(cè)物之間相互作用信號(hào)檢測(cè)光譜分析儀器的任務(wù)（過程控制）：

用來研究吸收、發(fā)射或熒光的電磁輻射的強(qiáng)度和波長(zhǎng)的關(guān)系的儀器叫做光譜儀或分光光度計(jì)。這類儀器一般包括五個(gè)基本單元：

輻射源(光源Source)單色器(Monochromator)

樣品池檢測(cè)器(Detector)

記錄裝置分光光度計(jì)(spectrophotometer)

55光源單色器樣品池檢測(cè)器記錄裝置56

光源的作用是提供足夠的能量使試樣蒸發(fā)、原子化、激發(fā)，產(chǎn)生光譜。

光源樣品單色器檢測(cè)器讀出器件

發(fā)射光譜儀ab吸收光譜儀光源單色器樣品檢測(cè)器讀出器件原子化器單色器光電倍增管樣品空心陰極燈讀出器件

由光源發(fā)射的待測(cè)元素的銳線光束（共振線），通過原子化器，被原子化器中的基態(tài)原子吸收，再射入單色器中進(jìn)行分光后，被檢測(cè)器接收，即可測(cè)得其吸收信號(hào)。熒光光譜儀光源第一單色器樣品第二單色器檢測(cè)器記錄放大系統(tǒng)

由光源發(fā)出的光，經(jīng)過第一單色器（激發(fā)光單色器）后，得到所需的激發(fā)光。通過樣品池，由于一部分光線被熒光物質(zhì)所吸收，熒光物質(zhì)被激發(fā)后，將向四面八方發(fā)射熒光。

為了消除入射光和散射光的影響，熒光的測(cè)量應(yīng)在與激發(fā)光成90°方向進(jìn)行，第二單色器為熒光單色器，主要是消除溶液中可能共存的其它光線的干擾，以獲得所需的熒光，熒光作用于檢測(cè)器上，得到相應(yīng)的電信號(hào)。621.光源

依據(jù)方法不同，采用不同的光源：激光、電火花、電弧等；依據(jù)光源性質(zhì)不同，分為：連續(xù)光源

在較大范圍提供連續(xù)波長(zhǎng)的光源，氫燈、氘燈、鎢絲燈等；線光源

提供特定波長(zhǎng)的光源，金屬蒸氣燈(汞燈、鈉蒸氣燈)、空心陰極燈、激光等。一、基本元件光譜分析中，光源必須具有足夠的輸出功率和穩(wěn)定性。由于光源輻射功率的波動(dòng)與電源功率的變化成指數(shù)關(guān)系，因此往往需用穩(wěn)壓電源以保證穩(wěn)定(穩(wěn)壓器），或者用參比光束的方法來減少光源輸出對(duì)測(cè)定所產(chǎn)生的影響。

一般連續(xù)光源主要用于分子吸收光譜法；線光源用于熒光、原子吸收和Raman光譜法。1.連續(xù)光源

連續(xù)光源是指在很大的波長(zhǎng)范圍內(nèi)能發(fā)射強(qiáng)度平穩(wěn)的具有連續(xù)光譜的光源。（1）紫外光源

紫外連續(xù)光源主要采用氫燈（高壓、低壓氫燈）或氘燈。它們?cè)诘蛪合拢?.3103Pa）以電激發(fā)的方式產(chǎn)生的連續(xù)光譜范圍為160-375nm。高壓氫燈以2000-6000V的高壓使兩個(gè)鋁電極之間發(fā)生放電。低壓氫燈是在有氧化物涂層的燈絲和金屬電極間形成電弧，啟動(dòng)電壓約為400V直流電壓，而維持直流電弧的電壓為40V。

氘燈的工作方式與氫燈相同，光譜強(qiáng)度比氫燈大3-5倍，壽命也比氫燈長(zhǎng)。（2）可見光源

可見光區(qū)最常見的光源是鎢絲燈。在大多數(shù)儀器中，鎢絲的工作溫度約為2870K，光譜波長(zhǎng)范圍為320-2500nm。氙燈也可用作可見光源，當(dāng)電流通過氙燈時(shí)可以產(chǎn)生強(qiáng)輻射，它發(fā)射的連續(xù)光譜分布在250-700nm。（3）紅外光源

常用的紅外光源是一種用電加熱到溫度在1500-2000K之間的惰性固體，光強(qiáng)最大的區(qū)域在6000-5000cm-1。常用的有奈斯特?zé)?、硅碳棒?82.線光源（1）金屬蒸氣燈

在透明封套內(nèi)含有低壓氣體元素，常見的是汞燈和鈉蒸氣燈。把電壓加到固定在封套上的一對(duì)電極上時(shí)，就會(huì)激發(fā)出元素的特征線光譜。汞燈產(chǎn)生的線光譜的波長(zhǎng)范圍為254-734nm，鈉燈主要是589.0nm和589.6nm處的一對(duì)譜線。（2）空心陰極燈

主要用于原子吸收光譜中，能提供許多元素的特征光譜。（3）激光

激光的強(qiáng)度非常高，方向性和單色性好，它作為一種新型光源在Raman光譜、熒光光譜、發(fā)射光譜、傅里葉變換紅外光譜等領(lǐng)域極受重視。常用的激光器有：主要波長(zhǎng)為693.4nm

的紅寶石激光器主要波長(zhǎng)為632.8nm的He-Ne激光器主要波長(zhǎng)為514.5nm、488.0nm的Ar離子器。二、單色器單色器的主要作用是將復(fù)合光分解成單色光或有一定寬度的譜帶。

(1)進(jìn)出口狹縫；

(2)準(zhǔn)直裝置(透鏡或反射鏡)：使輻射束成為平行光線；

(3)色散裝置：棱鏡、光柵1.棱鏡棱鏡的作用是把復(fù)合光分解為單色光。這是由于不同波長(zhǎng)的光在同一介質(zhì)中具有不同的折射率而形成的。

常用的棱鏡有Cornu（考紐）棱