直读光谱仪操作手册 第一章 光电光谱分析的基本原理 一、 光谱分析简介 1 、 电磁辐射的基本特征 光谱是按照波长（或波数、频率）顺序排列的电磁辐射。天空的彩虹、自然界的极光等均是人们早期观察到的光谱，但它们仅是电磁辐射的很小的一部分可见光谱。还有大量的不能被人们直接看到的和感觉到的光谱，如γ射线、x 射线、紫外线、红外线、微波及无线电波等，这些也都是电磁辐射，它们只是频率或波长不同而已。 电磁辐射实际是一种以巨大速度通过空间而传播的能量（光量子流），具有波动性和微粒性。 就波动性而言，电磁辐射在空间的传播具有波的性质，如同声波、水波的传播一样，可以用速度、频率、波长和振幅这样一些参数来描述，并且传播时不用任何介质，且易于通过真空。在真空中所有电磁辐射的速度相同，常用光速（c）来表示，c 的数值为：2.99792*103米/秒。 在一定的介质中，它们之间的关系为 δ＝V/C=1/λ 式中：V-------频率，单位时间内 的波数； λ… … … … 波长，为沿 波的传播方 向 、相邻 两 个 波间相位相同的两 点 之间的距 离 ； δ… … … … 波数，单位长度内 波长的个 数。C 是光速。 就电磁辐射的微粒性来说 ，每 个 光量子均有其 特征的能量ε，它们与 波长或频率之间的关系可以用普 朗 克 （Plan ck）公 式表示： ε＝hv＝h（c/λ） 波长是相邻 间相位相同的两 点 之间的距 离 式中：h 是普 朗 克 常数，其 值为6.626*10-34 焦 耳 /秒 2 、电磁波谱区 域 电磁辐射按波长顺序排列称 磁波谱。他 们是物 质内 部运 动的一种客 观反 映 ，也就是说 任一波长的光量子的能量ε 与 物 质的内 能变 化 △ E=E2-E1=ε＝hv＝h（c/λ） 如果 已知 物 质由 一种状 态 ，E2 过渡 到另 一种状 态 E1 时，其 能量差 为△ E=E2-E1 便 可按照公 式计 算 出 相应 的光量子的波长。下 表列出 了 各 辐射区 域 、波长范 围 及相应 的能及跃 迁 类 型 。 对于成分分析主要应用近紫外及可见光区。 表一 电磁波谱区域 辐射区域 波长范围 跃迁类型 γ 射线区 5－140 皮米 核能级跃迁 Х 射线区 0.01－10.0 纳米 内层电子能跃迁 远紫外区 10－200 纳米 原子及分子 近紫外区 200－380 纳米 外层电子 可见区 380－780 纳米 能级跃迁 近红外区 0.78－3 微米 分子振动 中红外区 3－30...
