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原子发射光谱仪的产生
www2138com官网:0 发布时间:2017-06-27
 


   根据原子的特征发射光谱来研究物质的结构和测定物质的化学成分的方法称为“原子发射光谱分析”。原子发射光谱法是光学分析法中产生与发展最早的一种。 原子发射光谱仪是利用物质在热激发或电激发下,每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成,而进行元素的定性与定量分析的方法。


   发射光谱通常用化学火焰、电火花、电弧、激光和各种等离子体光源激发而获得。


   目前最广泛应用的原子发射光谱光源是等离子体。包括:


   电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma,ICP)


   直流等离子体(Direct-current Plasma,DCP)


   微波等离子体(Microwave Plasma,MWP)

 

 

原子发射光谱的产生基本原理:


   通常情况下,原子处于基态,在激发光作用下,原子获得足够的能量,外层电子由基态跃迁到较高的能级状态即激发态。处于激发态的原子是不稳定的,其寿命小于10-8s,外层电子就从高能级向较低能级或基态跃迁。多余能量以电磁辐射的形式发射出去,从而产生发射光谱。这样产生的光谱是线状光谱。


   谱线波长与能量的关系如下:λ=hc/ (E2-E1 )           

            

   式中E2、E1分别为高能级与低能级的能量,


   λ为波长,h为Planck常数,c为光速。


   处于高能级的电子经过几个中间能级跃迁回到原能级,可产生几种不同波长的光,在光谱中形成几条谱线。一种元素可以产生不同波长的谱线,它们组成该元素的原子光谱。


   不同元素的电子结构不同,其原子光谱也不同,具有明显的特征。


   由于待测元素原子的能级结构不同,因此发射谱线的特征不同,据此可对样品进行定性分析;


   而根据待测元素原子的浓度不同,因此发射强度不同,可实现元素的定量测定。 


分析过程主要分三步:激发、分光、检测


   1、激发:利用激光光源使试样蒸发气化,离解或分解为原子状态,原子也可以进一步电离成离子状态,原子或离子在光源中激光发光。


   2、分光:利用光谱仪器把光源发射的光分解为按波长排列的光谱


   3、检测:利用光电器件检测光谱,按所测得的光谱波长对试样进行定性分析,或按发射光强度进行定量分析。


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