原子發射光譜分析是根據原子所發射的光譜來測定物質的化學組分的。在正常的情況下,原子處於穩定狀態,它的能量是最低的,這種狀態稱為基態。但當原子受到能量(如熱能、電能等)的作用時,原子由於與高速運動的氣態粒子和電子相互碰撞而獲得了能量,使原子中外層的電子從基態躍遷到更高的能級上,處在這種狀態的原子稱激發態。
電子從基態躍遷至激發態所需的能量稱為激發電位,當外加的能量足夠大時,原子中的電子脫離原子核的束縛力,使原子成為離子,這種過程稱為電離。原子失去一個電子成為離子時所需要的能量稱為一級電離電位。離子中的外層電子也能被激發,其所需的能量即為相應離子的激發電位。
處於激發態的原子是十分不穩定的,在極短的時間內便躍遷至基態或其它較低的能級上。 當原子從較高能級躍遷到基態或其它較低的能級的過程中,將釋放出多餘的能量,這種能量是以一定波長的電磁波的形式輻射出去的。 每一條所發射的譜線的波長,取決於躍遷前後兩個能級之差。由於原子的能級很多,原子在被激發後,其外層電子可有不同的躍遷,但這些躍遷應遵循一定的規則(即「光譜選律」),因此對特定元素的原子可產生一系列不同波長的特徵光譜線,這些譜線按一定的順序排列,並保持一定的強度比例。
光譜分析就是從識別這些元素的特徵光譜來鑑別元素的存在(定性分析),而這些光譜線的強度又與試樣中該元素的含量有關,因此又可利用這些譜線的強度來測定元素的含量(定量分析)。
光譜分析儀組成(1) 光源 提供強度大、穩定、而且發光面積小的連續光譜或線光譜的裝置。紫外分子吸收分光光度計常用的光源有氫燈和氘燈,可見分子吸收分光光度計常用的光源有鎢燈和滷鎢燈,紅外分子吸收分光光度計常用的光源有矽碳棒,能斯特燈;原子吸收分光光度計常用的光源有空心陰極燈。
(2)單色器 將連續光按波長順序色散,並從中分離出一定寬度的波帶的裝置。單色器一般由光柵或稜鏡、狹縫、準直鏡三部分組成。
(3)樣品池 用來存留被測樣品的器皿或裝置。紫外分子吸收常用石英池,可見分子吸收常用玻璃池,紅外分子吸收用巖鹽材料製作的液體池、氣體池、固體池;原子吸收為原子化器。
(4)檢測器 將光信號轉換成電信號的裝置。紫外-可見吸收常用光電池、光電管、光電倍增管、光二極體陣列檢測器。紅外吸收常用熱電偶、高萊槽和電阻測輻射熱計。
(5)訊號處理及顯示系統 訊號處理包括訊號放大、數學運算與轉換等。顯示系統包括電錶顯示、數字顯示、螢光屏顯示、結果列印等。
光譜分析儀原理原理
原子發射光譜分析是根據原子所發射的光譜來測定物質的化學組分的。不同物質由不同元素的原子所組成,而原子都包含著一個結構緊密的原子核,核外圍繞著不斷運動的電子。每個電子處於一定的能級上,具有一定的能量。在正常的情況下,原子處於穩定狀態,它的能量是最低的,這種狀態稱為基態。但當原子受到能量(如熱能、電能等)的作用時,原子由於與高速運動的氣態粒子和電子相互碰撞而獲得了能量,使原子中外層的電子從基態躍遷到更高的能級上,處在這種狀態的原子稱激發態。電子從基態躍遷至激發態所需的能量稱為激發電位,當外加的能量足夠大時,原子中的電子脫離原子核的束縛力,使原子成為離子,這種過程稱為電離。原子失去一個電子成為離子時所需要的能量稱為一級電離電位。離子中的外層電子也能被激發,其所需的能量即為相應離子的激發電位。處於激發態的原子是十分不穩定的,在極短的時間內便躍遷至基態或其它較低的能級上。
當原子從較高能級躍遷到基態或其它較低的能級的過程中,將釋放出多餘的能量,這種能量是以一定波長的電磁波的形式輻射出去的,其輻射的能量可用下式表示:(1)E2、E1分別為高能級、低能級的能量,h為普朗克(Planck)常數;v及λ分別為所發射電磁波的頻率及波長,c為光在真空中的速度。
每一條所發射的譜線的波長,取決於躍遷前後兩個能級之差。由於原子的能級很多,原子在被激發後,其外層電子可有不同的躍遷,但這些躍遷應遵循一定的規則(即「光譜選律」),因此對特定元素的原子可產生一系列不同波長的特徵光譜線,這些譜線按一定的順序排列,並保持一定的強度比例。光譜分析就是從識別這些元素的特徵光譜來鑑別元素的存在(定性分析),而這些光譜線的強度又與試樣中該元素的含量有關,因此又可利用這些譜線的強度來測定元素的含量(定量分析)。這就是發射光譜分析的基本依據。
工作原理
光譜分析儀的分析原理是將光源輻射出的待測元素的特徵光譜通過樣品的蒸汽中待測元素的基態原子所吸收,由發射光譜被減弱的程度,進而求得樣品中待測元素的含量。它符合郎珀-比爾定律 A= -lg I/I o= -LgT = KCL 式中I為透射光強度,I0為發射光強度,T為透射比,L為光通過原子化器光程由於L是不變值所以A=KC。物理原理任何元素的原子都是由原子核和繞核運動的電子組成的,原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級,因此,一個原子核可以具有多種能級狀態。能量最低的能級狀態稱為基態能級(E0=0),其餘能級稱為激發態能級,而能最低的激發態則稱為第一激發態。
正常情況下,原子處於基態,核外電子在各自能量最低的軌道上運動。如果將一定外界能量如光能提供給該基態原子,當外界光能量E恰好等於該基態原子中基態和某一較高能級之間的能級差E時,該原子將吸收這一特徵波長的光,外層電子由基態躍遷到相應的激發態,而產生原子吸收光譜。電子躍遷到較高能級以後處於激發態,但激發態電子是不穩定的,大約經過10^-8秒以後,激發態電子將返回基態或其它較低能級,並將電子躍遷時所吸收的能量以光的形式釋放出去,這個過程稱原子發射光譜。可見原子吸收光譜過程吸收輻射能量,而原子發射光譜過程則釋放輻射能量。
光譜分析儀的應用根據現代光譜儀器的工作原理,光譜儀可以分為兩大類:經典光譜儀和新型光譜儀。經典光譜儀器是建立在空間色散原理上的儀器:新型光譜儀器是建立在調製原理上的儀器。經典光譜儀器都是狹縫光譜儀器。調製光譜儀是非空間分光的,它採用圓孔進光根據色散組件的分光原理,光譜儀器可分為:稜鏡光譜儀,衍射光柵光譜儀和幹涉光譜儀。光學多道OMA(OpTIcal MulTI-channel Analyzer)是近十幾年出現的採用光子探測器(CCD)和計算機控制的新型光譜分析儀器,它集信息採集,處理,存儲諸功能於一體。由於OMA不再使用感光乳膠,避免和省去了暗室處理以及之後的一系列繁瑣處理,測量工作,使傳統的光譜技術發生了根本的改變,大大改善了工作條件,提高了工作效率:使用OMA分析光譜,測盆準確迅速,方便,且靈敏度高,響應時間快,光譜解析度高,測量結果可立即從顯示屏上讀出或由印表機,繪圖儀輸出。它己被廣泛使用於幾乎所有的光譜測量,分析及研究工作中,特別適應於對微弱信號,瞬變信號的檢測。
1、把試樣在能量的作用下蒸發、原子化(轉變成氣態原子),並使氣態原子的外層電子激發至高能態。當從較高的能級躍遷到較低的能級時,原子將釋放出多餘的能量而發射出特徵譜線。這一過程稱為蒸發、原子化和激發,需藉助於激發光源來實現。
2、把原子所產生的輻射進行色散分光,按波長順序記錄在感光板上,就可呈現出有規則的光譜線條,即光譜圖。系藉助於攝譜儀器的分光和檢測裝置來實現。
3、根據所得光譜圖進行定性鑑定或定量分析。由於不同元素的原子結構不同,當被激發後發射光譜線的波長不盡相同,即每種元素都有其特徵的波長,故根據這些元素的特徵光譜就可以準確無誤的鑑別元素的存在(定性分析),而這些光譜線的強度與試樣中該元素的含量有關,因此還可利用這些譜線的強度來測定元素的含量(定量分析)。
關鍵字:光譜分析儀 化學組分 原子發射光譜 編輯:什麼魚 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic483587.html推薦閱讀
一.面對 DWDM 測試挑戰密集波分復用(DWDM)是作為電信服務提供商的關鍵性全局解決方案出現的。這項技術提供可擴展帶寬,克服了其它方案耗費光纖帶寬的缺點,能處理不同的數據格式和比特率,易於集成到當前網絡架構之中,並且價格合理。但 DWDM 技術也要求測試設備製造商設計出現場和實驗室環境下性能同樣優異的測試儀器。在保證高性能的基礎上,現場測試儀器還要易於操作,即便是網絡管理者沒有時間嘗試和掌握新技術也沒問題。可攜式光譜分析儀能夠測量 DWDM 系統大部分參數,用於安裝、試車、維護和故障定位,也可以持續監視 DWDM 信號的關鍵參數以檢測系統穩定性,在保證 DWDM 系統
發表於 2020-08-18
在近紅外(NIR)光譜分析領域中,一個將便攜性與高性能實驗室系統的準確性和功能性組合在一起的系統將極大地改進實時分析。由一塊電池供電的小型手持式光譜分析儀的開發可以實現對工業過程、或食品成熟度的評估在現場進行更有效的監控。大多數色散光譜分析測量在一開始採用的都是同樣的方式。被分析的光通過一個小狹縫;這個狹縫與一個光柵組合在一起,共同控制這個儀器的解析度。這個衍射光柵專門設計用於以已知的角度反射不同波長的光。這個波長的空間分離使得其它系統可以根據波長來測量光強度。傳統光譜測量架構的主要不同之處在於散射光的測量方式。兩種常見的方法有(1)與散射光物理掃描組合在一起的單元素(或單點)探測器,以及(2)將散射光在一組探測器上成像。使用
發表於 2020-03-06
上。 當原子從較高能級躍遷到基態或其它較低的能級的過程中,將釋放出多餘的能量,這種能量是以一定波長的電磁波的形式輻射出去的。 每一條所發射的譜線的波長,取決於躍遷前後兩個能級之差。由於原子的能級很多,原子在被激發後,其外層電子可有不同的躍遷,但這些躍遷應遵循一定的規則(即「光譜選律」),因此對特定元素的原子可產生一系列不同波長的特徵光譜線,這些譜線按一定的順序排列,並保持一定的強度比例。光譜分析就是從識別這些元素的特徵光譜來鑑別元素的存在(定性分析),而這些光譜線的強度又與試樣中該元素的含量有關,因此又可利用這些譜線的強度來測定元素的含量(定量分析)。一、概述光譜分析儀是在平時的光通信波分復用產品中較常使用到的儀表,當WDM系統剛出
發表於 2020-01-02
可分開而不受幹擾,成為分析這些化合物的得力工具。 (6)靈敏度高 可利用光譜法進行痕量分析。目前,相對靈敏度可達到千萬分之一至十億分之一,絕對靈敏度可達10-8g~10-9g。 (7)樣品損壞少 可用於古物以及刑事偵察等領域。 隨著新技術的採用(如應用等離子體光源),定量分析的線性範圍變寬,使高低含量不同的元素可同時測定。還可以進行微區分析 光譜分析儀能檢測什麼 1、【食品藥品光譜分析測試】 食品:食用油、燒烤料、火鍋底料、肉類添加調料、食品香精香料、食品添加劑、滋補食品等。 藥品:保健酒成分分析、中藥膏成分分析、中成藥成分分析、中藥成分分析、中藥粉成分分析。 2、【精細化工產品光譜分析測試】 各類助劑:橡膠產品助劑
發表於 2019-12-20
激發態,但激發態電子是不穩定的,大約經過10-8秒以後,激發態電子將返回基態或其它較低能級,並將電子躍遷時所吸收的能量以光的形式釋放出去,這個過程稱原子發射光譜。可見原子吸收光譜過程吸收輻射能量,而原子發射光譜過程則釋放輻射能量。光譜分析儀根據現代光譜儀器的工作原理,光譜儀可以分為兩大類:經典光譜儀和新型光譜儀。經典光譜儀器是建立在空間色散原理上的儀器:新型光譜儀器是建立在調製原理上的儀器。經典光譜儀器都是狹縫光譜儀器。調製光譜儀是非空間分光的,它採用圓孔進光根據色散組件的分光原理,光譜儀器可分為:稜鏡光譜儀,衍射光柵光譜儀和幹涉光譜儀。光學多道OMA(OpTIcal MulTI-channel Analyzer)是近十幾年出現的採用
發表於 2019-12-17
一、原子光譜的產生 原子發射光譜分析是根據原子所發射的光譜來測定物質的化學組分的。不同物質由不同元素的原子所組成,而原子都包含著一個結構緊密的原子核,核外圍繞著不斷運動的電子。每個電子處於一定的能級上,具有一定的能量。在正常的情況下,原子處於穩定狀態,它的能量是最低的,這種狀態稱為基態。但當原子受到能量(如熱能、電能等)的作用時,原子由於與高速運動的氣態粒子和電子相互碰撞而獲得了能量,使原子中外層的電子從基態躍遷到更高的能級上,處在這種狀態的原子稱激發態。電子從基態躍遷至激發態所需的能量稱為激發電位,當外加的能量足夠大時,原子中的電子脫離原子核的束縛力,使原子成為離子,這種過程稱為電離。原子失去一個電子成為離子時所需要的能量稱為
發表於 2013-02-18