常規(guī)色散光譜

常規(guī)色散光譜的介紹光學(xué)頻譜，簡稱光譜，是復(fù)色光通過色散系統(tǒng)（如光柵、棱鏡）進(jìn)行分光后，依照光的波長（或頻率）的大小順次排列形成的圖案。例如，中學(xué)課本光的世界中學(xué)習(xí)光的色散時(shí)，一束太陽光經(jīng)過三棱鏡后被分解為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的現(xiàn)象稱為光的色散，而這種由很紅到紫排列形成的圖案就可以稱之為光譜。常規(guī)的色散型光譜技術(shù)包括反射光譜、吸收光譜、發(fā)射光譜、紅外吸收光譜、拉曼散射光譜、激發(fā)光譜等。通過對光譜的研究，可以得到原子、分子等的能級結(jié)構(gòu)、能級壽命、電子的組態(tài)、分子的幾何形狀、化學(xué)鍵的性質(zhì)等多方面物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)。光譜按不同的方法，可以分為不同的類別：（1） 按波長區(qū)域不同，光譜可分為紅外光譜、可見光譜和紫外光譜；（2） 按產(chǎn)生的本質(zhì)不同，可分為原子光譜、分子光譜；（3） 按產(chǎn)生的方式不同，可分為發(fā)射光譜、吸收光譜和散射光譜；（4） 按光譜表現(xiàn)形態(tài)不同，可分為線光譜、帶光譜和連續(xù)光譜。二、吸收光譜1、 定義：吸收光譜是處于基態(tài)和低激發(fā)態(tài)的原子或分子吸收輻射（連續(xù)輻射）后，將躍遷到各高激發(fā)態(tài)，此時(shí)則形成按波長排列的暗線或暗帶組成的光

2、吸收光譜是基于Lambert定律:I(v)=I(v)e-ai其中a為測量吸收系數(shù)0*hiwlightsourer★?icnsr-bsimpleincryoUilcolkctLafiSenw前MAcrtillspectrograph200nm-1000nm*hiwlightsourer★?icnsr-bsimpleincryoUilcolkctLafiSenw前MAcrtillspectrograph準(zhǔn)直低溫恒溫轟采集AtlongerwaveltnglhsthespectrofraptiandsilicondetectorreplacedwilhascanningmofUKhromatorandaninfrar&LdetectororwithaFouriertTansfbrmspecErometer.3、分光光度計(jì)儀器類型：單光束分光光度計(jì)：經(jīng)單色器分光后的一束平行光，輪流通過參比溶液和樣品溶液，以進(jìn)行吸光度的測定。適于在給定波長處測量吸光度或透光度，不做掃描。雙光束分光光度計(jì)：光源發(fā)出光經(jīng)單色器分光后，經(jīng)反射鏡分解為強(qiáng)度相等的兩束光，一束通過參比池，另一束通過樣品池，光度計(jì)能自動(dòng)比較兩束光的強(qiáng)度，此比值即為試樣的透射比，經(jīng)對數(shù)變換將它轉(zhuǎn)換成吸光

度并作為波長的函數(shù)記錄下來。全波段掃描?？上庠床环€(wěn)定、檢測器靈敏度變化等因素的影響。雙波長分光光度計(jì)：由同一光源發(fā)出的光被分成兩束，分別經(jīng)過兩個(gè)單色器，得到兩束不同波長(入1和入2)的單色光；利用切光器使兩束光以一定的頻率交替照射同一吸收池，然后經(jīng)過光電倍增管和電子控制系統(tǒng)，最后由顯示器顯示出兩個(gè)波長處的吸光度差值。產(chǎn)生交流信號(hào)。無需參比池?！魅?l~2nm。兩波長同時(shí)掃描即可獲得導(dǎo)數(shù)光譜。單光欒單光欒4、測量吸收光譜的實(shí)驗(yàn)裝置參考光束I?可調(diào)諧激光器多光程吸收池F-P干涉儀光電探測器參考光束I?可調(diào)諧激光器多光程吸收池F-P干涉儀光電探測器用可調(diào)諧單模激光器作激勵(lì)光源，用F-P干涉儀給出頻率標(biāo)記，并且既采用了多程吸收池，又采用了差分檢測技術(shù)，因此有很高的測量靈敏度。圖中的PD1,PD2和PD3為三個(gè)光電探測器，分別對三束光進(jìn)行探測。5、意義：研究吸收光譜的特征和規(guī)律，可以了解原子或分子的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以及原子同電磁場或粒子相互作用的性質(zhì)。三、發(fā)射光譜1、 定義：物體發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜叫發(fā)射光譜。2、 分類:連續(xù)光譜：連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜。熾熱的固體、液體和高壓氣體的發(fā)射光譜是連續(xù)光譜。例如，電燈絲發(fā)出的光、熾熱的鋼水發(fā)出的光都形成連續(xù)光譜。明線光譜（或原子光譜）：只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜。稀薄氣體或金屬的蒸氣的發(fā)射光譜是明線光譜。3、 原子發(fā)射光譜分析（AES）是根據(jù)處于激發(fā)態(tài)的待測元素原子回到基態(tài)時(shí)發(fā)射的特征譜線對待測元素進(jìn)行分析的方法。分析裝置如圖所示：主要由光源、光譜儀及檢測器構(gòu)成。其中，光源的主要作用是對樣品的蒸發(fā)和激發(fā)提供能量，使激發(fā)態(tài)原子產(chǎn)生輻射信號(hào)，常用直流、交流電弧，高壓火花、電感耦合等離子體光源(ICP)。4、原子發(fā)射光譜的特點(diǎn)：激發(fā)態(tài)原子的分布數(shù)滿足熱平衡分布；并不是溫度愈高，原子譜線愈強(qiáng)。因?yàn)闇囟仍礁撸蛹ぐl(fā)能力增大的同時(shí)，電離能力也增大，將出現(xiàn)離子譜線，使原子譜線的強(qiáng)度減弱。四、激發(fā)光譜1、 定義：激發(fā)光譜(excitationspectrum)，就是物質(zhì)受到激發(fā)以后，自身輻射波長隨激發(fā)光波長的變化關(guān)系。它反映的是不同波長的光激發(fā)材料的效果。2、 測量裝置：要求激發(fā)光的光強(qiáng)較強(qiáng)，且波長可調(diào)諧。激發(fā)光譜與吸收光譜不同，后者只說明材料的吸收，至于吸收后是否發(fā)光，就不一定了。因此將激發(fā)光譜與吸收光譜進(jìn)行比較，可判斷出哪種吸收對發(fā)光有用。例1:Y2SiO5：Eu3+在12K下的激發(fā)光譜可以通過激發(fā)光譜確定發(fā)光中心的能級位置。圖2.6-10Xt-Y2SiOs:Eu5*在12K下