原子发射光谱分析.pptx

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1、第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-1 5-1 概述第1页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)1.1.原子发射光谱（AESAES）分析的定义 根据原子所发射的光谱来测定物质的组成、含量及结构的方法。2.2.原子发射光谱（AESAES）分析的过程 a.a.蒸发、原子化、激发 b.b.激发-基态 产生光谱 c.c.记录光谱 d.d.分

2、析光谱第2页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)3.3.原子发射光谱分析的特点（1 1）可对约7070种元素进行分析（定性、半定量、定量）（2 2）适用于1%1%以下含量的组份测定（3 3）检出限 ppmppm（百万分之一）精密度 10%;10%;线性范围2 2个数量级（4 4）ICP-AESICP-AES：检出限 1010-3-31010-4-4ppmppm；精密度 1%1%线性范围7 7个数量级；适用于高、中、低含量的元素。（5 5）是无机元素分析的有力

3、工具返回第3页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理1.1.原子谱线的产生和原子结构的关系（1 1）线光谱的产生返回第4页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理（2 2）AESAES法的总根据 不同元素的原子，具有不同的电子层结构，因此原子在激发后，其价电子就有不同的跃迁

4、，辐射出不同波长的光，经过光谱仪后，这些按一定波长顺序排列并保持一定强度比例的谱线，构成该元素的特征光谱。这就是AESAES法的总根据。第5页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理2.2.激发能、电离能、主共振线、共振线 欲获得元素的特征谱，须具备两个条件：一是把待测元素从化合态转变为气态原子（蒸发、原子化）；二是把原子从基态转变为激发态（激发）。激发能：原子由基态激发到激发态所需的能量叫-。单位为evev，或称激发电位(excit

5、ation (excitation potential)potential)，单位v .v .第6页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理共振线：E*EE*E0 0 所产生的谱线。主共振线：从最低激发态E E0 0 所产生的谱线。电离能：原子外层电子获得足够大的能量时，可脱离核的束缚成为自由电子，产生电离。使原子电离所需的能量叫-。单位：ev(ev(或电离电位v v）第7页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emis

6、sion spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理离子线（火花线）：离子也可获得能量进一步被激发而发射光谱。离子产生的谱线叫-。每一条离子线也有激发电位，产生离子线所需的能量为激发能与电离能之和。一次离子线用表示，二次用表示。原子线（电弧线）：原子产生的谱线叫-。用表示。第8页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理 激发能和电离能是衡量谱线激

7、发难易的重要尺度。它们决定于元素电子层结构的周期性。不同元素有不同的电离电位。如，LiLi、NaNa、K K、RbRb、CsCs的电离电位分别为5.395.39，5.135.13，4.344.34，4.174.17，3.89,3.89,它们都是易激发元素；H H、O O、卤素和惰性气体属难激发元素，O O、F F的电离电位分别为：13.6113.61，24.58ev.24.58ev.3.3.谱线强度及其影响因素（1 1）谱线强度公式第9页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectrosco

8、py ,AES)5-2 5-2 方法基本原理令单位体积内基态原子数为N N0 0，单位体积内激发态E Ei i原子数为N Ni i，两能级E Ei i，E Ej j间的跃迁几率为A Aijij，辐射单个光子的能量等于跃迁前后的能量差：E Ei i E Ej j =h=hij ij 则：I Iij ij=N=Ni i A Aijij h hij ij (1)(1)由BoltzmannBoltzmann统计规律：E Ei i 谱线的激发电位谱线的激发电位 k Boltzmannk Boltzmann常数（常数（1.38101.3810-23-23JKJK-1-1)TT光源的绝对温度光源的绝对温度第

9、10页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理考虑到N N0 0不等于单位体积（某元素）的原子总数，即：N N0 0=（1-x)N 1-x)N （3 3）x-x-电离度将（2 2）、（3 3）代入（1 1）中，得原子谱线强度公式：第11页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原

10、理同理可得离子谱线强度公式：式（4 4）、（5 5）常称爱因斯坦玻尔兹曼沙哈方程（EinsteinEinstein Boltzmann BoltzmannSaha equation),Saha equation),简称沙哈方程。第12页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理（2 2）谱线强度的影响因素a.a.谱线性质：由沙哈方程可知，E Ei i,I Iijij,激发电位E Ei i最低的谱线容易激发，具有最大的强度和最高的灵敏度。

11、因此主共振线在低含量分析时常被选用。显然A Aijij，g gi i，g g0 0，V Vijij都是与谱线性质有关的常数。第13页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理b.b.光源温度T T T I T Iijij(随T T升高，放电间隙中的所有粒子的热运动速度加快，按BoltzmannBoltzmann定律，NiNi必定增加，导致I Iijij成指数关系增加）。T x T x 而使蒸气云中原子总数N N减少，使I Iij ij。

12、第14页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理由图知，谱线各有其最合适的温度，在此温度，谱线的强度最大。第15页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理c.c.元素含量 在一定条件下，I N C,I N C,N,I.N,I.但浓度，可出现自吸（弧焰中心发射的谱线通过外层低温

13、区时，被处于基态的同种原子吸收，使II）。当自吸非常严重时，谱线中心的辐射完全被吸收，即自蚀现象。第16页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-2 5-2 方法基本原理d.d.试样的组成和结构 在相同光源下，待测元素含量相同的试样，如果试样的化学组成结构不同，其谱线强度也不同。因为组成不同，试样的蒸发、原子化和激发行为将不同，从而影响谱线强度。所以，AESAES定量分析要求试样和标样的化学成分和结构一致。第17页/共108页第五章 原子发射光谱分析（ato

14、mic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)小 结：5-1 5-1 概述（AESAES的定义、过程、特点）5-2 5-2 方法基本原理1.1.原子谱线的产生和原子结构的关系（1 1）线光谱的产生；（2 2）AESAES法的总根据2.2.激发能、电离能、主共振线、共振线3.3.谱线强度及其影响因素 谱线性质，光源T T，元素含量，试样的组成和结构返回第18页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectrosc

15、opy ,AES)5-3 5-3 激发光源 发射光谱分析仪器：激发光源-光谱仪-检测系统1.AES1.AES激发光源的作用 提供分析物蒸发、原子化和激发的能量，以产生辐射信号。（它的性质强烈地影响谱线数目和强度。）返回第19页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源2.2.对AESAES光源的要求（1 1）具有足够的蒸发、原子化和激发的能力（2 2）良好的稳定性和再现性（3 3）试样组成影响小（4 4）线性分析范围宽（5 5）应用范围广泛

16、 第20页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源3.3.光源的种类（1 1）直流电弧（Direct-current Arc)Direct-current Arc)这是光源中最简单的一种。是一种很灵敏的光源，除了用碳电极时有氰带光谱外，背景很小或没有背景，谱线亮度大，曝光时间短，但电极表面放电斑点游移和放电不稳，使分析再现性较差。常用于矿石和矿物的定性定量分析和纯金属中痕量杂质的分析。第21页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atom

17、ic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源样品放于电极头上，在其上蒸发。点弧：两个电极相接触然后拉开来实现。在两极相接触的瞬间，由于接触点电阻加热引起热阴极电子发射，当两电极拉开后，电子被电场加速奔向阳极，电极间的空气（或样品蒸气）将因电子的撞击而电离导电，使电弧继续燃烧。第22页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源 电弧温度

18、（原子化、激发）阴极附近最高，阳极附近次之，中间部分较低，但由于后者放电较稳定，常是光谱观测的主要区域。其温度高低除与放电条件有关外，还与电极及样品组成有关。一般4000-4000-7000K7000K。电极温度（蒸发温度）一般比电弧放电温度低得多，阳极温度高于阴极。故，难挥发的物质放在阳极上蒸发，而易挥发物质最好放在阴极上蒸发。电极头温度与电流大小有关，故燃弧中应保持电流稳定。电极间隙大小影响电压和电流，间隙增大，电压升高，电流减小，故应保持电极间隙在分析时不变。第23页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic e

19、mission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源(2)(2)交流电弧（AlternatingAlternatingCurrent Arc)Current Arc)交流电弧有高压电弧和低压电弧两类。前者工作电压达200020004000V4000V，可利用高电压把弧隙击穿而燃烧，但由于装置复杂，操作危险，实际上已很少使用。第24页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源 低压交流电弧应用较多，工作电压一般为110

20、110220V220V，设备简单，操作也安全。由于交流电随时间以正弦波形式发生周期变化，因而低压电弧不能依靠两电极接触来点弧，必须采用高频引燃装置，使其在每一交流半周时引燃一次，以维持电弧不灭。电路图如图。第25页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源 交流电弧的电弧温度有脉冲性，它的电流密度比在直流电弧中要大，弧温较高，所以在获得的光谱中，出现的离子线要比在直流电弧中少多些。最大优点：稳定性比直流电弧高，操作简便安全，故广泛用于光谱定

21、性、定量分析中，但灵敏度较差。第26页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源（3 3）火花（Spark)Spark)高压火花发生器的线路如图所示。这种光源的特点是放电稳定性好，点弧放电瞬间温度达10000K10000K以上，适用于定量分析及难激发元素的测定。第27页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)

22、5-3 5-3 激发光源 由于激发能量大，产生的主要是离子线（火花线）。但这种光源每次放电后的间隙时间长，电极头温度低，试样蒸发能力差，适合于分析低熔点试样。缺点是灵敏度较差，背景大，不宜作痕量元素分析。另一方面，由于点火花仅射击在电极的一小点上，若试样不均匀，产生的光谱不能全面代表被分析试样，故仅适用于金属、合金等组成均匀的试样。由于使用高压电源，操作时应注意安全。第28页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源（4 4）.电感耦合高频

23、等离子体（inductive coupled high frequency inductive coupled high frequency plasmaplasma，ICPICP）等离子体：是指电离度大于0.1%0.1%，其正负电荷相等的电离气体。电弧放电、火花放电甚至火焰，广义上亦属于等离子体。等离子体光源习惯上仅指外观类似火焰的一类放电光源，ICPICP是其中的一种。第29页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源ICPICP组成（

24、如图）。将石英炬管置于高频线圈中，等离子气流（氩气）从炬管通过。在高频感应电流产生的高温作用下，气体被加热、电离，并在管口形成稳定的等离子体焰炬。第30页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源ICPICP特点：ICPICP由于高频电流的趋肤效应（SkinSkineffect)effect)（即：电流密度不是在导体截面上均匀分布，而是挤聚于导体表面的）及内管载气的气体动力学双重作用，使之形成环状结构。这可能决定了ICPICP具有良好的光谱

25、分析性能。第31页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源 ICPICP环形外区温度可达10000K10000K，由于电流只能通过热的并电离的气体，因此等离子气体的冷却作用将使等离子炬收缩，使电流只通过一个有限的区域，此乃热箍缩作用。加上自感磁场相互作用引起的磁箍缩作用，将使等离子炬直径进一步缩小；而高频电流的趋肤效应将使等离子炬半径扩大。第32页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscop

26、y ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源 这两种作用相互制约，致使等离子体电流和功率在其表面强制集中，即使等离子功率较低的环形外区仍可得很高的温度，为分析物挥发和原子化提供了极为良好的条件。这是一般电弧放电无法做到的。ICPICP放电可能是一种非热力学平衡体系，这是ICPICP与一般光源的根本区别之一。ICPICP具有稳定性好，样品组成影响小，线性分析范围宽（约4-54-5个数量级），检出限低（1010-3-31010-4-4ug/gug/g），应用范围广（可测7070多种元素）及无电极污染等优点。故是AESAES法最有前途和竞

27、争力的光源之一。第33页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源（5 5）激光微探针 高强度激光束经显微镜聚焦在试样上（直径5um5um），被照射处的试样因高温立即蒸发。试样上方有辅助电极（1-21-2千伏电压）。当试样蒸气经电极间隙时，电极放电，将试样蒸气进一步激发，然后由摄谱仪摄谱。第34页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spec

28、troscopy ,AES)5-3 5-3 激发光源 激光微探针的优点是激光束可以聚焦在一个极小的区域内，进行试样的微区分析。对于不导电的试样也能直接被蒸发和激发。第35页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)小 结：5-3 5-3 激发光源1.AES1.AES激发光源的作用2.2.对AESAES光源的要求3.3.光源的种类（1 1）直流电弧（Direct-current Arc)Direct-current Arc)（2 2）交流电弧（Alternating

29、AlternatingCurrent Arc)Current Arc)（3 3）火花（Spark)Spark)（4 4）电感耦合高频等离子体（5 5）激光微探针返回第36页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)光谱仪的作用 是用来观测光源的仪器。它将光源发射的电磁波分解为按一定波长次序排列的光谱。光谱仪的组件狭缝-色散元件光谱记录装置 返回第37页/共108页第五章 原子发射光谱分析（

30、atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)1.1.对狭缝的要求 狭缝是由两块金属片构成的。a.a.缝的边缘：平直、相互平行、锐利（避免光从边缘反射）b.b.缝：清洁（防止灰尘等产生缺口光谱线缺口）;c.c.缝宽：连续可调2.2.色散元件(棱镜、光栅）（1 1）棱镜摄谱仪第38页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectro

31、scopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)棱镜摄谱仪组成：第39页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)照明系统：由透镜L L组成。可分单透镜及三透镜两类。准光系统：由S S及准光镜O O1 1组成.作用：把光源辐射的光经 S S 及O O1 1成平行光束照射到棱镜P P上。色散系统：由棱镜P P组成。投影系统：由暗箱物镜O O2

32、 2及感光板F F组成。作用：将色散后的单色光聚焦形成按波长顺序排列的狭缝像光谱。第40页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)棱镜摄谱仪的光学特性（色散率、分辨率、集光本领）色散率（dispersive power)dispersive power)：把不同波长的光分散开的能力，常以到线色散率（reciprocal of linear dispersion)reciprocal of

33、 linear dispersion)来表示：d /dl(d /dl(单位nm/mm),nm/mm),即谱片上每一毫米的距离内相应波长数（单位nmnm）。第41页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)分辨率（resolving power):resolving power):摄谱仪的光学系统能够正确分辨出紧邻两条谱线的能力。可用两条可分辨开的光谱线波长的平均值与其波长差之比值来表示。即

34、：R=/.R=/.第42页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)对于中型石英摄谱仪，常以能否分开Fe Fe 310.0666nm,310.0304nm,309.9971nm 310.0666nm,310.0304nm,309.9971nm 三条谱线来判断分辨率的好坏：R=/R=/=310.0nm/0.033nm9000=310.0nm/0.033nm9000 即当仪器的分辨率90009

35、000时，才能清楚地分开Fe Fe 310.0nm310.0nm附近的三条谱线。集光本领 指摄谱仪的光学系统传递辐射的能力，大型摄谱仪的集光本领较中型摄谱仪弱。第43页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)（2 2）.光栅摄谱仪 用光栅作色散元件，利用光的衍射现象进行分光。光栅可用于几纳米几百微米的光学区，而棱镜则很难找到在120nm120nm以下和60um60um以上适合的材料。故，

36、光栅用途更广。第44页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)试样发射的光由缝1 1经反射镜2 2折向准直镜3 3，以平行光到光栅4 4，分光后，到成像物镜5 5，按波长聚于感光板6 6。旋转光栅转台8 8改变光栅入射角，可改变波段和光谱级次，7 7为二次衍射反射镜，衍射（由光栅4 4）到它表面的光被射回光栅，被光栅再分光一次，再到成像物镜5 5，最后聚焦成像在一次衍射光谱下面5mm5m

37、m处。这样经过两次衍射的光谱，其色散其色散率和分辨率比一次衍射的大一倍。为避免一次衍射光谱与二次衍射光谱相互干扰，在暗盒前设有光栏，可将一次衍射光谱当掉。在不用二次衍射时，可在仪器面板上转动一手轮，使挡板将二次衍射反射镜挡住。第45页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)3.3.光谱记录（照相法、光电直读法）（1 1）照相法（摄谱法）a.a.摄谱法的优点 一次曝光可以永久记录光谱区内的

38、许多谱线；记录的谱线强度是整个曝光时间内的积分（所以，受电源不稳定性的影响较）小；感光板（相板）具有较高的分辨能力，便于测量十分密集的谱线，必要时还可用感光板来测波长。第46页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)b.b.感光板构造及感光原理 感光板是把卤化银（AgBrAgBr）的微小晶体均匀地分散在精制的明胶中照相乳剂，涂支在支持体-玻璃或软片上而成的感光材料。其作用是把从摄谱仪光化

39、学系统输出的不同波长的辐射转换为黑的影像，以便于分析物信号的辨认和测量。这一过程通过曝光、显影及定影等照相过程来实现。第47页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)曝光：2AgX+2 h 2Ag*+X2AgX+2 h 2Ag*+X2 2 (少量的Ag*Ag*潜形中心）显影：含有Ag*Ag*的卤化银晶粒在显影剂的作用下被还原成金属银，而未曝光部分的乳剂只产生微弱的灰雾。定影：去除未被还原

40、的卤化银（用定影液），结果就形成同乳剂层光照度成比例的负像。第48页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)天津感光胶片厂所推荐的光谱感光板用显影液配方：米吐尔（对甲胺苯酚硫酸盐）1.0g 1.0g （还原剂）无水亚硫酸钠 26g 26g 保护剂 （防止显影液在空气中氧化）海得路（对苯二酚）5.0g 5.0g 还原剂NaNa2 2COCO3 3(无水）20g 20g 加速剂（加快还原成A

41、gAg）KBr 1g KBr 1g 抑制剂（降低卤化银的溶解度）加水至 1000mL1000mL 配制时需先待米吐尔全部溶解，然后再加其他药品。2020，显影时间4-6min4-6min。第49页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)常用的定影液如柯达F-5F-5的配方如下：在650mL650mL水中（35-45 35-45）依次溶解：海波（硫代硫酸钠）240g 240g （溶解卤化银

42、）无水亚硫酸钠 15g15g冰醋酸 15mL15mL（防止海波分解）硼酸 7.5g7.5g铝明矾 15g15g（坚膜剂，促进乳剂层硬化）加水至 1000mL1000mL第50页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)C.C.摄谱法观测设备：感光板经过曝光、显影、定影以后就显示出黑色的谱线来。观察谱线的常用设备有：光谱投影仪（映谱仪）、测微光度计（黑度计）、比长仪（测量谱线间距的的设备）。

43、第51页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)光谱投影仪（映谱仪）：将摄得的谱片进行放大投影在屏上以便观察的设备。光源1 1经球面镜2 2反射，经聚光镜3 3、隔热玻璃1111、反射镜1010将光线转折5555，由聚光镜组33射向被分析的光谱底板4 4，使光谱底板上直径为15mm15mm的面积得到均匀照射。投影物镜组6 6使被均匀照射的光谱线，经棱镜7 7，由平面反射镜9 9反射，最后

44、投影于白色投影屏1212上。投影物镜组6 6中的透镜5 5能上下移动，使此仪器的放大倍数可在19.7519.7520.2520.25的范围内进行调整。8 8为调节透镜，可转至光路中，以作调节照明强度之用。第52页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)测微光度计（黑度计）：测量谱线黑度时用的设备。若将光强 a a 的光投射在谱片未受光处，透过的光强度I I0 0，在谱片变黑部分透过的光强

45、I I，则谱片变黑处的透光度为：T=I/IT=I/I0 0 而黑度S(S(谱线变黑的程度)则定义为：S=lg(1/T)=lg(IS=lg(1/T)=lg(I0 0/I)/I)它相当于分光光度法中的吸光度A A。第53页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)但在测量时，测微光度计所测面积远较分光光度法小，一般只有0.020.020.05mm0.05mm2 2，故被测物体（谱线）需经光学放

46、大；其次，只是测量谱线对白光的吸收，因此不必使用单色光源。第54页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)光源1 1的光分两路。向左经聚光镜1515照亮检流计读数标尺1616，经透镜1717至检流计悬镜18 18。1818因光电流大小不同而偏转，将读数标尺的不同读数反射至直角反射镜1919，经透镜2020，2121至反射镜2222，将读数标尺之数投影到毛玻璃幕2323。向右经透镜2 2、

47、照明狭缝3 3、直角反射镜4 4显微物镜5 5聚焦于谱片6 6，谱线像再经显微物镜55放大，直角反射镜7 7、测量狭缝1010、透镜1111、灰色圆楔（减光器）1212、灰色滤光片1313至光电池1414。因谱线黑度不同，在光电池上产生不同光电流，使检流计悬镜产生不同角度的偏转，从而在毛玻璃光幕上显示出不同读数的黑度值。第55页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)测微计有三种读数标尺

48、：直线标尺（D)D)黑度标尺（S S）-W-W标尺直线标尺（D)D)：刻度为10001000，它相当于光度计上的T T标黑度标尺（S S）：刻度为-0-0，它相当于光度计上的A A标W W标尺：刻度为-W=lg(1/T)-1 W=lg(1/T)-1 有的仪器采用P P标尺，按下式换算：式中，式中，L L L L为与波长有关的校正值。为与波长有关的校正值。P=LS+(1-L)WP=LS+(1-L)WP=LS+(1-L)WP=LS+(1-L)W=W+L(S-W)=W+L(S-W)=W+L(S-W)=W+L(S-W)第56页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spe

49、ctroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)（2 2）光电直读法 以PMTPMT代替相板作为检测器可直接测定谱线强度。光电直读等离子体发射光谱仪（ICP-AESICP-AES）：第57页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spectrograph)ICPICP炬管发出的辐射经入射狭

50、缝投射到凹面光栅，经色散后不同波长的光分别聚焦在预先设定的，排在罗兰（Rowland)Rowland)圆上不同的出射狭缝上，然后由反射镜反射至各自对应的光电倍增管。一个出射狭缝和一个光电倍增管构成一个光通道可检测一条谱线。多道仪器可据需要设置多个通道（20-7020-70个）进行多元素分析。这种光谱仪可同时测定几十种元素，分析速度快，准确度高，线性范围宽。第58页/共108页第五章 原子发射光谱分析（atomic emission spectroscopy ,AES)atomic emission spectroscopy ,AES)5 5 4 4 光谱仪（Spectrograph)Spect