Ch02-光分析导论VIP免费

第二章光学分析法导论Chapter2.IntroductionChapter2.IntroductionofSpectroscopyofSpectroscopy基本概念、分类以及仪器基本概念、分类以及仪器TheBasicConcepts,Classification,andInstrumentation1.1.电磁辐射电磁辐射(Electromagnetic(ElectromagneticRadiation)Radiation)的性质的性质波动性和微粒性(VolatilityandParticulate)电磁波谱(ElectromagneticSpectrum)24/12/262电磁辐射的波动性电磁辐射的波动性电磁波电场矢量电磁波电场矢量EE和磁场矢量和磁场矢量HHyy==AAsin(sin(tt++)=)=AAsin(2sin(2vtvt++))电磁波的波动性可电磁波的波动性可以用电场矢量以用电场矢量EE和磁场矢量和磁场矢量HH来描述。右图为最简单的来描述。右图为最简单的单个频率的平面偏振电磁波。单个频率的平面偏振电磁波。平面偏振就是它的电场矢量平面偏振就是它的电场矢量EE在一个平面内振动，磁场在一个平面内振动，磁场矢量矢量HH在另一个与在另一个与EE相垂相垂直的平面内振动。直的平面内振动。EE和和HH都是正弦波性，且垂直于波都是正弦波性，且垂直于波的传播方向。的传播方向。24/12/263与物质的电子相互作用的是电磁波的电场，所以磁场矢量可以忽与物质的电子相互作用的是电磁波的电场，所以磁场矢量可以忽略，仅用电场矢量略，仅用电场矢量EE代表电磁波。代表电磁波。波的传播以及反射、衍射、干涉、折射以及散射等性质说明电磁波的传播以及反射、衍射、干涉、折射以及散射等性质说明电磁波具有波的性质，可以用速度、频率、波长和振幅等参数来描述。波具有波的性质，可以用速度、频率、波长和振幅等参数来描述。周期(Period)T：相邻两个波峰或波谷通过空间某一固定点所需要的时间间隔。单位为s（秒）。频率(Frequency)ν：单位时间内电磁场震动的次数。等于周期的倒数1/T，单位为Hz（赫兹，1/s）。电磁波的频率只决定于辐射源，与介质无关。波长(Wavelength)λ：相邻波峰或波谷间的直线距离。λ=c/ν波数(Wavenumber)：每厘米长度内含有的波长数目。=1/λ=ν/cν~ν~24/12/264电磁辐射的微粒性电磁辐射的微粒性电磁波的波动性不能解释辐射的发射和吸收现象。电磁波的波动性不能解释辐射的发射和吸收现象。对于光电效应对于光电效应((Photoeffect))及黑体辐射及黑体辐射((Blackbodyradiation))的光谱能量分布等现象，需要把辐射视为微粒的光谱能量分布等现象，需要把辐射视为微粒((Photon,光子光子))才能得到满意的解释。才能得到满意的解释。Planck等认为，被热激发的振动的质点的能量是量子化的，当振子从一个允许的高能级跃迁至一个低能级时就有一个光子的能量发射出来，能量与辐射关系为：E=hν=hc/λh为Planck常数，h=6.626×10-34Js。光子的能量单位可以用焦耳(J)或电子伏特(eV)表示。1eV=1.602×10-19J24/12/26524/12/266电磁波分类Classificationofelectromagneticwaves吸收(Absorption)发射(Emission)散射(Scatter)折射和反射(RefractionandReflection)干涉和衍射(Interferenceanddiffraction)2.2.光与物质的作用光与物质的作用(Interaction)(Interaction)24/12/267吸收吸收(Absorption)当原子、分子或离子吸收光子的能量与它们的基当原子、分子或离子吸收光子的能量与它们的基态能量和激发态能量之差态能量和激发态能量之差∆∆EE==hhνν时，将从基态时，将从基态跃迁至激发态，此过程就是吸收。跃迁至激发态，此过程就是吸收。将测得的吸收强度对入射光的波长或波数作图，将测得的吸收强度对入射光的波长或波数作图，得到该物质的得到该物质的吸收光谱吸收光谱((Absorptionspectra))。。由吸收光谱可以确定试样的组成、含量以及结构。由吸收光谱可以确定试样的组成、含量以及结构。根据吸收光谱原理建立的分析方法称为根据吸收光谱原理建立的分析方法称为吸收光谱吸收光谱法法((AbsorptionSpectrometry))。。24/12/268发射发射(Emission)(Emission)当物质吸收能量后由基态当物质吸收能量后由基态((Groundstate))跃跃迁至激发态迁至激发态((Excitedstate))，激发态是不稳定的，，激发态是不稳定的，大约经过大约经过1010-8-8ss后从激发态跃...