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光谱仪工作原理
来源: | 作者:annuoyq | 发布时间: 2019-04-15 | 619 次浏览 | 分享到:
光谱仪工作原理


众所周知,光谱分析是基于物质中的原子和分子处于不停的运动状态,这种物质内部运动,在外部可以以能量辐射和吸收的形式反映出来,这种形式就是电磁辐射。而光谱就是按着波长顺序排列的电磁辐射。由于原子和分子的运动是多种多样的,因此光谱及光谱分析仪器的种类也是多种多样的。一般按波长及测量的方法可以分为:

  r射线0.005~1.4入

  x射线0.1~100入

  光学光谱100入~300μm

  微波光谱0.3mm~lm

  而光学光谱又可分为:

  真空紫外光谱100一200。入

  近紫外光谱2000入~3800入

  可见光谱3500入一7800入

  近红外光谱7800入~3μm

  远红外光谱3~30μm

  通常所说的光谱或光谱分析仪器,一般是指光学光谱分析仪器。从它的外形看可分为线光谱、带光谱和连续光谱。线光谱是由气体状态下的原子或离子激发而产生的。如果是原子产生的,称为原子光谱。如果是离子产生的,便称为离子光谱。而带状光谱来源于被激发的气体分子。如果光谱分析中采用的碳电极在高温下可与空气中的氮化合,生成氰(CN)分子,当氰分子在电弧中被激发后就产生带光谱,称为氰带。当物质的液态或固态在高温下激发就会产生连续光谱。如常见的白炽灯(钨丝灯),烧红的铁电极等。它们发射的都是连续光谱仪。这些光谱是不能用来分析的。

  根据电磁辐射的本质,光谱可分为原子光谱仪器和分子光谱仪器。根据辐射能的传递情况光谱又可分为发射、吸收、发光(荧光光谱)和莱曼光谱等。我们这里习惯讲的光谱分析实质就是指“原子发射光谱分析”。发射光谱工作的光谱范围波长大约为1600入一8500入。

  根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型光谱仪。经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器。经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器.调制光谱仪是非空间分光的,它采用圆孔进光。

  根据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪,衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪。光学多道分析仪OMA (Optical Multi-channel Analyzer)是近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器,它集信息采集,处理, 存储诸功能于一体。由于OMA不再使用感光乳胶,避免和省去了暗室处理以及之后的一系列繁琐处理,测量工作,使传统的光谱技术发生了根本的改变,大大改善了工作条件,提高了工作效率;使用OMA分析光谱,测量准确迅速,方便,且灵敏度高,响应时间快,光谱分辨率高,测量结果可立即从显示屏上读出或由打印机,绘图仪输出。它己被广泛使用于几乎所有的光谱测量,分析及研究工作中,特别适应于对微弱信号,瞬变信号的检测。

  光谱分析仪器的分析的过程是将被测物质的试样引入光源中,给以外界的能量,使试样蒸发成气态原子,并且使气态原子的外层电子由低能态激发至高能态,处于高能态的原子很不稳定要跃迁至基态或低能态,便产生了辐射。由于被分析试样中含有不同的原子就会产生不同波长的辐射,对于所产生辐射经过摄谱仪进行分光就会在感光板上得到按波长顺序排列的有规则的谱线,通过仪器的观察辨认各种特征波长的谱线存在情况就是光谱定性分析。如果用光谱分析仪器进一步测量就是光谱的定量分析。


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