利用光的辐射、色散和吸收等原理,对物质的成分和含量进行定性和定量分析的光学式。应用光谱分析方法既能探测遥远天体的组成,也能探测分子、原子等微观世界的奥秘,在天文学、量子力学和光子理论的创立和发展中起了重要作用。光谱仪器在冶金、地质、化工、医药、海洋、环境保护、半导体、生物医学、航天探测和同位素应用等许多领域中都是很重要的仪器。
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!+._3i 工作原理
Us+pc^A bdGIF'p% 根据光谱学理论,所有物质的原子或分子受到激励时既能发射一定波长的电磁波,也能吸收这一波长的电磁波。当一束白光通过棱镜或光栅时,就被分散成一系列不同波长的色带──光谱,这就是色散现象。如果用棱镜或等色散元件将各种物质发射或吸收的谱线分离出来,测出这些谱线的波长和强度,就能知道该物质的组分和含量。
M33_ja +L j"AU z)x 种类
kcb.Wz~= NPFpq,P> 光谱仪器按照物质产生和吸收谱线的原理,可分为发射光谱仪器和吸收光谱仪器两类。发射光谱仪器主要有看谱镜、摄谱仪和光量计 3种。吸收光谱仪器又称分光光度计,主要有、红外分光光度计、原子吸收分光光度计、荧光分光光度计、曼分光光度计、双波长分光光度计、干涉调制分光光度计和光声光谱仪等。此外,单色仪、显微光度计、激光微区光谱仪、 激光荧光光度计和等也属于光谱仪器。
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:YK 结构特点
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-~mWy ;FZ@:%qDm 光谱仪器主要由光源、单色器和探测器组成(见图[光谱仪器])。发射光谱仪器最常用的光源是使样品激发出的电火花、交直流电弧、感应耦合等离子体和激光等。吸收光谱仪器的光源主要采用各种紫外、可见或红外光源或能发射某一元素所特有谱线的空心阴极灯(由矩形脉冲供电)。已有70余种元素和30多种复合元素的空心阴极灯,可在很短时间内变换元素灯或调节灯光的强度。
tv!_e$CR +3KEzo1=) 0P\$2lk 单色器由分光元件和狭缝组成,它的作用是将光波按波长分散开来,又称分光器或单色仪,过去用棱镜分光,新型仪器已大多改用光栅,故光谱仪器又分为光栅光谱仪或棱镜光谱仪。棱镜光谱仪在紫外波段有较大的色散率,常用于碱金属、稀土元素和矿物分析。光栅按制造工艺可分为刻划光栅和全息光栅,按工作表面几何形状可分为平面光栅和凹面光栅等。为了提高仪器的分辨本领和信噪比,可以采用更密的光栅刻线或用几块光栅组合成单色器。
detwa}h[0 UQB"v3Z 探测器的作用是探测、显示或记录各谱线的位置和强度。在摄谱仪中采用感光板记录,然后再用光谱投影仪和测微光度计测量。光量计和分光光度计都用光电器件(如光电倍增管)或热电器件(如热电偶等)作检测元件,经光电变换放大后用检流计显示或用计算机处理。