利用光的輻射、色散和吸收等原理,對物質(zhì)的成分和含量進(jìn)行定性和定量分析的光學(xué)式。應(yīng)用光譜分析方法既能探測遙遠(yuǎn)天體的組成,也能探測分子、原子等微觀世界的奧秘,在天文學(xué)、量子力學(xué)和光子理論的創(chuàng)立和發(fā)展中起了重要作用。光譜儀器在冶金、地質(zhì)、化工、醫(yī)藥、海洋、環(huán)境保護(hù)、半導(dǎo)體、生物醫(yī)學(xué)、航天探測和同位素應(yīng)用等許多領(lǐng)域中都是很重要的儀器。
9E~=/Q= m?VA 1 工作原理
cl:h'aG }w^Hm3Y^& 根據(jù)光譜學(xué)理論,所有物質(zhì)的原子或分子受到激勵(lì)時(shí)既能發(fā)射一定波長的電磁波,也能吸收這一波長的電磁波。當(dāng)一束白光通過棱鏡或光柵時(shí),就被分散成一系列不同波長的色帶──光譜,這就是色散現(xiàn)象。如果用棱鏡或等色散元件將各種物質(zhì)發(fā)射或吸收的譜線分離出來,測出這些譜線的波長和強(qiáng)度,就能知道該物質(zhì)的組分和含量。
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-\xNuU u+"3l@Y# 光譜儀器按照物質(zhì)產(chǎn)生和吸收譜線的原理,可分為發(fā)射光譜儀器和吸收光譜儀器兩類。發(fā)射光譜儀器主要有看譜鏡、攝譜儀和光量計(jì) 3種。吸收光譜儀器又稱分光光度計(jì),主要有、紅外分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)、曼分光光度計(jì)、雙波長分光光度計(jì)、干涉調(diào)制分光光度計(jì)和光聲光譜儀等。此外,單色儀、顯微光度計(jì)、激光微區(qū)光譜儀、 激光熒光光度計(jì)和等也屬于光譜儀器。
h BD .IB >J,Rx!fq3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1Ys6CJ# i_8v >F 光譜儀器主要由光源、單色器和探測器組成(見圖[光譜儀器])。發(fā)射光譜儀器最常用的光源是使樣品激發(fā)出的電火花、交直流電弧、感應(yīng)耦合等離子體和激光等。吸收光譜儀器的光源主要采用各種紫外、可見或紅外光源或能發(fā)射某一元素所特有譜線的空心陰極燈(由矩形脈沖供電)。已有70余種元素和30多種復(fù)合元素的空心陰極燈,可在很短時(shí)間內(nèi)變換元素?zé)艋蛘{(diào)節(jié)燈光的強(qiáng)度。
U[1Rw6 w6(E$:#d {?yZdL:m) 單色器由分光元件和狹縫組成,它的作用是將光波按波長分散開來,又稱分光器或單色儀,過去用棱鏡分光,新型儀器已大多改用光柵,故光譜儀器又分為光柵光譜儀或棱鏡光譜儀。棱鏡光譜儀在紫外波段有較大的色散率,常用于堿金屬、稀土元素和礦物分析。光柵按制造工藝可分為刻劃光柵和全息光柵,按工作表面幾何形狀可分為平面光柵和凹面光柵等。為了提高儀器的分辨本領(lǐng)和信噪比,可以采用更密的光柵刻線或用幾塊光柵組合成單色器。
H=O/w3 p(o"K@I 探測器的作用是探測、顯示或記錄各譜線的位置和強(qiáng)度。在攝譜儀中采用感光板記錄,然后再用光譜投影儀和測微光度計(jì)測量。光量計(jì)和分光光度計(jì)都用光電器件(如光電倍增管)或熱電器件(如熱電偶等)作檢測元件,經(jīng)光電變換放大后用檢流計(jì)顯示或用計(jì)算機(jī)處理。