【化學(xué)課件】第4章 光學(xué)分析法導(dǎo)論上課用

1、2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院1 1石河子大學(xué)石河子大學(xué) 田麗萍田麗萍20052005 儀器分析儀器分析instrumental analysis2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院2 2第第四四章章 光分析法導(dǎo)論光分析法導(dǎo)論第一節(jié)第一節(jié) 光分析基礎(chǔ)光分析基礎(chǔ)fundamental of optical analysis第二節(jié)第二節(jié) 光譜法儀器與光光譜法儀器與光學(xué)器件學(xué)器件instruments for spectro-metry and optical partsan introduction to optical analysi

2、s 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院3 3第第四四章章 光分析法導(dǎo)論光分析法導(dǎo)論基本要求：基本要求：1.了解光與物質(zhì)的相互作用特點(diǎn)及其與光了解光與物質(zhì)的相互作用特點(diǎn)及其與光學(xué)分析法的關(guān)系；學(xué)分析法的關(guān)系；2.2.了解光學(xué)分析法的基本分類；了解光學(xué)分析法的基本分類；3.3.掌握光學(xué)分析儀器的基本構(gòu)成單元及掌握光學(xué)分析儀器的基本構(gòu)成單元及其作用。其作用。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4 4第第四四章章 光分析法導(dǎo)論光分析法導(dǎo)論一、一、光分析及其特點(diǎn)光分析及其特點(diǎn)optical analysis and its feature 二、

3、電磁輻射的基本性質(zhì)二、電磁輻射的基本性質(zhì)properties of electromagnetic radiation三、三、光分析法的分類光分析法的分類classification of optical analysis四、各種光分析法簡(jiǎn)介四、各種光分析法簡(jiǎn)介a brief introduction of optical analysis 五、光分析的進(jìn)展五、光分析的進(jìn)展development of development of optical analysisan introduction to optical analysis 第一節(jié)第一節(jié) 光分析基礎(chǔ)光分析基礎(chǔ)fundamental o

4、f optical analysis 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院5 5 第一節(jié)第一節(jié) 光分析基礎(chǔ)光分析基礎(chǔ)一、一、光分析法及其特點(diǎn)光分析法及其特點(diǎn) optical analysis and its characteristics 光分析法：光分析法：基于電磁輻射與待測(cè)物質(zhì)相互作用后所產(chǎn)生基于電磁輻射與待測(cè)物質(zhì)相互作用后所產(chǎn)生的輻射信號(hào)與物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)關(guān)系所建立起來(lái)的分析方法；的輻射信號(hào)與物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)關(guān)系所建立起來(lái)的分析方法； 電磁輻射范圍：電磁輻射范圍： 射線無(wú)線電波所有范圍；射線無(wú)線電波所有范圍； 相互作用方式：相互作用方式：發(fā)射、吸收、反射、折射、散

5、射、干涉發(fā)射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等；、衍射等； 光分析法在光分析法在定性、定量和定性、定量和研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)表征、表研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)表征、表面分析等方面具有其他方法不可區(qū)代的地位；面分析等方面具有其他方法不可區(qū)代的地位；2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院6 6三個(gè)基本過(guò)程：三個(gè)基本過(guò)程：（1 1）能源能源（電磁輻射：（電磁輻射： 射線無(wú)線電波射線無(wú)線電波）提供能量提供能量（輻射能（輻射能- -躍遷躍遷：電子躍遷：電子躍遷- -紫外，振動(dòng)躍遷紫外，振動(dòng)躍遷- -紅外，轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷紅外，轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷- -微波）微波）；（2 2）能量與被測(cè)物之間的相互作用能

6、量與被測(cè)物之間的相互作用（發(fā)射、吸收、反射、折射、（發(fā)射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等）散射、干涉、衍射等）；（3 3）產(chǎn)生信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)（輻射信號(hào)）（輻射信號(hào)） 。 基本特點(diǎn)：基本特點(diǎn)：（1 1）所有光分析法均包含三個(gè)基本過(guò)程；）所有光分析法均包含三個(gè)基本過(guò)程；（2 2）選擇性測(cè)量，）選擇性測(cè)量，不涉及混合物分離不涉及混合物分離（不同于色譜分析）；（不同于色譜分析）；（3 3）涉及大量光學(xué)元器件）涉及大量光學(xué)元器件。2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院7 7二、電磁輻射的基本性質(zhì)二、電磁輻射的基本性質(zhì) basic properties of electrom

7、agnetic radiation 1 1、電磁輻射具有波動(dòng)性和微粒性電磁輻射具有波動(dòng)性和微粒性 電磁輻射：以接近光速（真空中為光速）通過(guò)空間傳播電磁輻射：以接近光速（真空中為光速）通過(guò)空間傳播能量的電磁波；能量的電磁波； c = =/ e = h = h c /c：光速；：光速；：波長(zhǎng)；：波長(zhǎng)；：頻率；：頻率；：波數(shù)：波數(shù) ；e ：能量；：能量； h：普朗克常數(shù)：普朗克常數(shù)2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院8 8電磁輻射具有波動(dòng)性和微粒性（波粒二象性）：電磁輻射具有波動(dòng)性和微粒性（波粒二象性）：（1） 光的波動(dòng)性：光的波動(dòng)性： 光的傳播如光的折射、衍射、偏振和干

8、擾等現(xiàn)象可以光的傳播如光的折射、衍射、偏振和干擾等現(xiàn)象可以用光的波動(dòng)性來(lái)解釋。用光的波動(dòng)性來(lái)解釋。 描述波動(dòng)性的重要參數(shù)是波長(zhǎng)描述波動(dòng)性的重要參數(shù)是波長(zhǎng) 、頻率、頻率 和光速和光速c，它，它們的關(guān)系是們的關(guān)系是 ： c 波動(dòng)性波長(zhǎng)頻率c光速2.9979108ms-12.99791010cms-12021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院9 9 （2 2） 光的微粒性光的微粒性 還有一些光學(xué)現(xiàn)象，如光電效應(yīng)、光的發(fā)射和吸收還有一些光學(xué)現(xiàn)象，如光電效應(yīng)、光的發(fā)射和吸收等，只能用光的微粒性才能滿意地解釋。光是由帶有能等，只能用光的微粒性才能滿意地解釋。光是由帶有能量的微粒組成的

9、，這種微粒稱為光子或光量子。光子的量的微粒組成的，這種微粒稱為光子或光量子。光子的能量與它的頻率成正比，或與波長(zhǎng)成反比，而與光的強(qiáng)能量與它的頻率成正比，或與波長(zhǎng)成反比，而與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。度無(wú)關(guān)。 粒子性普朗克常數(shù)h 6.626210-34jschhve2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院10102、電磁波譜、電磁波譜 電磁輻射電磁輻射(電磁波電磁波)按其波長(zhǎng)可分為不同區(qū)域按其波長(zhǎng)可分為不同區(qū)域-電磁波譜電磁波譜： 一射線一射線 5 5* *1010-3-3 0.14nm x x一射線一射線 1010-3-3 10nm 遠(yuǎn)紫外遠(yuǎn)紫外 1010 200nm 近紫外近紫外

10、 200200 400nm 可見光可見光 400400 760nm 近紅外近紅外 0.750.75 2.5 m 中紅外中紅外 2.52.5 50 m 遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外 5050 1000 m 微波微波 0.10.1 100cm 無(wú)線電波無(wú)線電波 1 1 1000m 一射線波長(zhǎng)最小，能量最大；一射線波長(zhǎng)最小，能量最大；無(wú)線電波無(wú)線電波波長(zhǎng)最大，能量最小。波長(zhǎng)最大，能量最小。2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院1111高能輻射區(qū) 射線 能量最高，來(lái)源于核能級(jí)躍遷 射線 來(lái)自內(nèi)層電子能級(jí)的躍遷 光學(xué)光譜區(qū) 紫外光 來(lái)自原子和分子外層電子能級(jí)的躍遷 可見光 紅外光 來(lái)自分子振動(dòng)

11、和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷 波譜區(qū) 微波 來(lái)自分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)及電子自旋能級(jí)躍遷 無(wú)線電波 來(lái)自原子核自旋能級(jí)的躍遷電磁波譜：電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列，稱電磁波譜：電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列，稱。射線射線 x 射線射線紫外光紫外光可見光可見光紅外光紅外光微波微波無(wú)線電波無(wú)線電波2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院1212表 電磁波譜區(qū)及常用光學(xué)分析方法光譜區(qū)域光譜區(qū)域 波波 長(zhǎng)長(zhǎng) 光光 學(xué)學(xué) 分分 析析 方方 法法 射線射線 5*10-3 0.14nm 射線光譜法射線光譜法 x射線射線 10-3 nm10nm x射線光譜法射線光譜法 光學(xué)區(qū)光學(xué)區(qū) 10nm1000nm 原子發(fā)射光譜法、

12、原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、原子吸收光譜法、 原子熒光光譜法、原子熒光光譜法、紫外吸收光譜法、紫外吸收光譜法、 可見吸收光譜法、分子熒光光譜法、可見吸收光譜法、分子熒光光譜法、 紅外吸收光譜法紅外吸收光譜法 微微 波波 0.1mm1m 微波光譜法微波光譜法無(wú)線電波無(wú)線電波 1m以上以上 核磁共振波譜法核磁共振波譜法2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院1313 在紅外區(qū)域，常用波數(shù)代替波長(zhǎng)，波數(shù)與波在紅外區(qū)域，常用波數(shù)代替波長(zhǎng)，波數(shù)與波長(zhǎng)的相互關(guān)系為：長(zhǎng)的相互關(guān)系為：波長(zhǎng)波長(zhǎng)可見光區(qū)：可見光區(qū)：=400800nm紅外光區(qū)：紅外光區(qū)： =8001000nm紫外光區(qū)：

13、紫外光區(qū)： =180400nm/1單位：cm-1，物理意義：1cm的間距內(nèi)有多少個(gè)光波2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院14143 3、輻射能的特性輻射能的特性（光與物質(zhì)的作用）：光與物質(zhì)的作用）： (1) (1) 吸收吸收 m + hv m* (2) (2) 發(fā)射發(fā)射 m* m + hv (3) (3) 散射（散射（scatteringscattering）光通過(guò)不均勻介質(zhì)時(shí)部分光偏離原方向傳播的現(xiàn)光通過(guò)不均勻介質(zhì)時(shí)部分光偏離原方向傳播的現(xiàn)象。象。丁鐸爾散射和分子散射丁鐸爾散射和分子散射. . (4) (4) 折射（折射（refractionrefraction

14、） 折射是光在兩種介質(zhì)中的傳播速度不同；折射是光在兩種介質(zhì)中的傳播速度不同； (5) (5) 反射反射 （reflectionreflection） 光光通過(guò)具有不同通過(guò)具有不同折射折射率的兩種介質(zhì)的界面時(shí)會(huì)率的兩種介質(zhì)的界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射。產(chǎn)生反射。 (6) (6) 干涉（干涉（coherent interferencecoherent interference） 頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域互相間隔，此現(xiàn)象叫干涉。相間隔，此現(xiàn)象叫干涉。

15、 (7) (7) 衍射（衍射（diffractiondiffraction） 光繞過(guò)物體而彎曲地向他后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象；光繞過(guò)物體而彎曲地向他后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象； (8) (8) 偏振（偏振（polarizationpolarization） 只在一個(gè)固定方向有振動(dòng)的光稱為平面偏振只在一個(gè)固定方向有振動(dòng)的光稱為平面偏振光。光。2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院15152021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院16162021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院1717三、光分析三、光分析法法分類分類 type of optical

16、 analysis 光分析法光分析法可分為光譜法光譜法和非光譜法非光譜法兩大類。 光譜法光譜法是以光的吸收，發(fā)射和拉曼散射等作用而建立的光譜方法。這類方法比較多，是主要的光分析方法。 光譜法光譜法可分為原子光譜法原子光譜法和分子光譜法分子光譜法。 原子光譜原子光譜（線性光譜）：（線性光譜）：是由原子外層或內(nèi)層電子是由原子外層或內(nèi)層電子 能級(jí)能級(jí)的變化產(chǎn)生的，它的表現(xiàn)形式為線光譜的變化產(chǎn)生的，它的表現(xiàn)形式為線光譜。最常見的三種。最常見的三種 基于原子外層電子躍遷的原子吸收光譜（基于原子外層電子躍遷的原子吸收光譜（aas）；）； 原子發(fā)射光譜（原子發(fā)射光譜（aes）、原子熒光光譜（）、原子熒光光譜

17、（afs）；）； 基于原子內(nèi)層電子躍遷的基于原子內(nèi)層電子躍遷的 x射線熒光光譜（射線熒光光譜（xfs）；）； 基于原子核與射線作用的穆斯堡譜；基于原子核與射線作用的穆斯堡譜；2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院1818 分子光譜分子光譜（帶狀光譜）：是是由由 分子中電子能級(jí)、振動(dòng)分子中電子能級(jí)、振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí) 的變化產(chǎn)生的，表現(xiàn)形式為帶光譜的變化產(chǎn)生的，表現(xiàn)形式為帶光譜。 紫外光譜法（紫外光譜法（uv）；）； 紅外光譜法（紅外光譜法（ir）；）； 分子熒光光譜法（分子熒光光譜法（mfs）；）； 分子磷光光譜法（分子磷光光譜法（mps）；）； 核磁共振與順磁

18、共振波譜（核磁共振與順磁共振波譜（n）；）； 非光譜法非光譜法： 不涉及能級(jí)躍遷，物質(zhì)與輻射作用時(shí)，僅改不涉及能級(jí)躍遷，物質(zhì)與輻射作用時(shí)，僅改變傳播方向等物理性質(zhì)；變傳播方向等物理性質(zhì)；如偏振法、干涉法、旋光法等；如偏振法、干涉法、旋光法等； 光譜法與非光譜法的區(qū)別：光譜法與非光譜法的區(qū)別： 光譜法：內(nèi)部能級(jí)發(fā)生變化光譜法：內(nèi)部能級(jí)發(fā)生變化 原子吸收原子吸收/ /發(fā)射光譜法：原子外層電子能級(jí)躍遷發(fā)射光譜法：原子外層電子能級(jí)躍遷 分子吸收分子吸收/ /發(fā)射光譜法：分子外層電子能級(jí)躍遷發(fā)射光譜法：分子外層電子能級(jí)躍遷 非光譜法：內(nèi)部能級(jí)不發(fā)生變化，僅測(cè)定電磁輻射性質(zhì)改變非光譜法：內(nèi)部能級(jí)不發(fā)生變化

19、，僅測(cè)定電磁輻射性質(zhì)改變2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院1919 如果按照電磁輻射和物質(zhì)相互作用的結(jié)果，可如果按照電磁輻射和物質(zhì)相互作用的結(jié)果，可以產(chǎn)生發(fā)射、吸收和聯(lián)合散射三種類型的光譜以產(chǎn)生發(fā)射、吸收和聯(lián)合散射三種類型的光譜。 射線光譜法射線光譜法 x x射線熒光分析法射線熒光分析法 mssbauermssbauer（莫斯鮑爾）譜法（莫斯鮑爾）譜法 原子發(fā)射光譜分析法原子發(fā)射光譜分析法 1、發(fā)射光譜、發(fā)射光譜 原子熒光分析法原子熒光分析法 2 2、吸收光譜、吸收光譜 紫外紫外- -可見分光光度法可見分光光度法 分子熒光分析法分子熒光分析法 原子吸收光譜法原子吸

20、收光譜法 分子磷光分析法分子磷光分析法 紅外光譜法紅外光譜法 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法 核雌共振波譜法核雌共振波譜法3 3、 ramanraman散射散射-raman-raman光譜法光譜法: :頻率為頻率為 o o的單色光照射到透明物質(zhì)上，物的單色光照射到透明物質(zhì)上，物質(zhì)分子會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。如果這種散射是光子與物質(zhì)分子發(fā)生能量交換的，質(zhì)分子會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。如果這種散射是光子與物質(zhì)分子發(fā)生能量交換的，即不僅光子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，它的能量也發(fā)生變化，則稱為即不僅光子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，它的能量也發(fā)生變化，則稱為ranmnranmn散散射。射。光基態(tài)激發(fā)態(tài)釋放能量發(fā)光hmm*發(fā)射光譜激發(fā)態(tài)光

21、基態(tài)吸收輻射能量*mhm吸收光譜 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院2020光分析法光譜分析法非光譜分析法原子光譜分析法分子光譜分析法原原子子吸吸收收光光譜譜原原子子發(fā)發(fā)射射光光譜譜原原子子熒熒光光光光譜譜x射射線線熒熒光光光光譜譜折射法圓二色性法x射線衍射法干涉法旋光法紫紫外外光光譜譜法法紅紅外外光光譜譜法法分分子子熒熒光光光光譜譜法法分分子子磷磷光光光光譜譜法法核核磁磁共共振振波波譜譜法法2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院2121光譜分析法吸收光譜法發(fā)射光譜法原子光譜法分子光譜法原子發(fā)射原子吸收原子熒光x射線熒光原子吸收紫外可見紅

22、外可見核磁共振紫外可見紅外可見分子熒光分子磷光核磁共振化學(xué)發(fā)光原子發(fā)射原子熒光分子熒光分子磷光x射線熒光化學(xué)發(fā)光2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院2222光學(xué)分析法的分類光學(xué)分析法的分類光譜方法：光譜方法：測(cè)量發(fā)射或吸收光譜測(cè)量發(fā)射或吸收光譜的波長(zhǎng)和強(qiáng)度的波長(zhǎng)和強(qiáng)度非光譜方法非光譜方法定性、定量定性、定量物質(zhì)內(nèi)部特定的能級(jí)躍遷物質(zhì)內(nèi)部特定的能級(jí)躍遷特征光譜的波長(zhǎng)：特征光譜的波長(zhǎng)：定性、結(jié)構(gòu)分析定性、結(jié)構(gòu)分析光譜的強(qiáng)度：光譜的強(qiáng)度：定量分析定量分析原子光譜原子光譜分子光譜分子光譜折光、旋光、衍射、比濁法折光、旋光、衍射、比濁法原子發(fā)射光譜原子發(fā)射光譜原子吸收光譜原子

23、吸收光譜紅外光譜紅外光譜紫外光譜紫外光譜2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院2323四、各種光分析法簡(jiǎn)介四、各種光分析法簡(jiǎn)介 a brief introduction of optical analysis 1.1.原子發(fā)射光譜分析法原子發(fā)射光譜分析法 以火焰、電弧、等離子炬等作為光源，以火焰、電弧、等離子炬等作為光源，使氣態(tài)原子的外使氣態(tài)原子的外層電子受激發(fā)射出特征光譜進(jìn)行定量分析層電子受激發(fā)射出特征光譜進(jìn)行定量分析的方法。的方法。2.2.原子吸收光譜分析法原子吸收光譜分析法 利用特殊光源發(fā)射出待測(cè)元素的共振線，并將溶液中利用特殊光源發(fā)射出待測(cè)元素的共振線，并將溶

24、液中離離子轉(zhuǎn)變成氣態(tài)原子后，測(cè)定氣態(tài)原子對(duì)共振線吸收而進(jìn)行的子轉(zhuǎn)變成氣態(tài)原子后，測(cè)定氣態(tài)原子對(duì)共振線吸收而進(jìn)行的定量分析方法定量分析方法。2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院24243.3.原子熒光分析法原子熒光分析法 氣態(tài)原子吸收特征波長(zhǎng)的輻射后，外層電子從基態(tài)或低氣態(tài)原子吸收特征波長(zhǎng)的輻射后，外層電子從基態(tài)或低能態(tài)躍遷到高能態(tài)，在能態(tài)躍遷到高能態(tài)，在10-8s后躍回基態(tài)或低能態(tài)時(shí)，發(fā)射出后躍回基態(tài)或低能態(tài)時(shí)，發(fā)射出與吸收波長(zhǎng)相同或不同的熒光輻射，在與光源成與吸收波長(zhǎng)相同或不同的熒光輻射，在與光源成90度的方向度的方向上，測(cè)定熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的方法。上，測(cè)定熒

25、光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的方法。 4.4.分子熒光分析法分子熒光分析法 某些物質(zhì)被紫外光照射激發(fā)后，在回到基態(tài)的過(guò)程中發(fā)某些物質(zhì)被紫外光照射激發(fā)后，在回到基態(tài)的過(guò)程中發(fā)射出比原激發(fā)波長(zhǎng)更長(zhǎng)的熒光，通過(guò)測(cè)量熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量射出比原激發(fā)波長(zhǎng)更長(zhǎng)的熒光，通過(guò)測(cè)量熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的方法。分析的方法。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院25256. 6. x x射線熒光分析法射線熒光分析法 原子受高能輻射，其內(nèi)層電子發(fā)生能級(jí)躍遷，發(fā)射出特征原子受高能輻射，其內(nèi)層電子發(fā)生能級(jí)躍遷，發(fā)射出特征x射線（射線（ x射線熒光），測(cè)定其強(qiáng)度可進(jìn)行定量分析。射線熒光），測(cè)定其強(qiáng)度可進(jìn)行定量

26、分析。7. 7. 化學(xué)發(fā)光分析法化學(xué)發(fā)光分析法 利用化學(xué)反應(yīng)提供能量，使待測(cè)分子被激發(fā)，返回基態(tài)利用化學(xué)反應(yīng)提供能量，使待測(cè)分子被激發(fā)，返回基態(tài)時(shí)發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，依據(jù)其強(qiáng)度與待測(cè)物濃度之間的線性時(shí)發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，依據(jù)其強(qiáng)度與待測(cè)物濃度之間的線性關(guān)系進(jìn)行定量分析的方法。關(guān)系進(jìn)行定量分析的方法。5. 5. 分子磷光分析法分子磷光分析法 處于第一最低單重激發(fā)態(tài)分子以無(wú)輻射弛豫方式進(jìn)入第處于第一最低單重激發(fā)態(tài)分子以無(wú)輻射弛豫方式進(jìn)入第一三重激發(fā)態(tài)，再躍遷返回基態(tài)發(fā)出磷光。測(cè)定磷光強(qiáng)度進(jìn)一三重激發(fā)態(tài)，再躍遷返回基態(tài)發(fā)出磷光。測(cè)定磷光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的方法。行定量分析的方法。2021-10-13202

27、1-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院2626 利用溶液中分子吸收紫外和可見光產(chǎn)生躍遷所記錄的吸利用溶液中分子吸收紫外和可見光產(chǎn)生躍遷所記錄的吸收光譜圖，可進(jìn)行化合物結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)最大吸收波長(zhǎng)強(qiáng)度收光譜圖，可進(jìn)行化合物結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)最大吸收波長(zhǎng)強(qiáng)度變化可進(jìn)行定量分析。變化可進(jìn)行定量分析。 9.9.紅外吸收光譜分析法紅外吸收光譜分析法 利用分子中基團(tuán)吸收紅外光產(chǎn)生的振動(dòng)利用分子中基團(tuán)吸收紅外光產(chǎn)生的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)吸收光譜進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)吸收光譜進(jìn)行定量和有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析的方法。行定量和有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析的方法。 10.10.核磁共振波譜分析法核磁共振波譜分析法 在外磁場(chǎng)的作用下，核自旋磁矩與磁場(chǎng)相互作用而裂

28、分在外磁場(chǎng)的作用下，核自旋磁矩與磁場(chǎng)相互作用而裂分為能量不同的核磁能級(jí)，吸收射頻輻射后產(chǎn)生能級(jí)躍遷，根為能量不同的核磁能級(jí)，吸收射頻輻射后產(chǎn)生能級(jí)躍遷，根據(jù)吸收光譜可進(jìn)行有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析據(jù)吸收光譜可進(jìn)行有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析 。 8. 紫外吸收光譜分析法紫外吸收光譜分析法2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院272711.11.順磁共振波譜分析法順磁共振波譜分析法 在外磁場(chǎng)的作用下，電子的自旋磁矩與磁場(chǎng)相互作用而在外磁場(chǎng)的作用下，電子的自旋磁矩與磁場(chǎng)相互作用而裂分為磁量子數(shù)不同的磁能級(jí)，吸收微波輻射后產(chǎn)生能級(jí)躍裂分為磁量子數(shù)不同的磁能級(jí)，吸收微波輻射后產(chǎn)生能級(jí)躍遷，根據(jù)

29、吸收光譜可進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析遷，根據(jù)吸收光譜可進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析 。 12.12.旋光法旋光法 溶液的旋光性與分子的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，可利用旋溶液的旋光性與分子的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，可利用旋光法研究某些天然產(chǎn)物及配合物的立體化學(xué)問(wèn)題，旋光計(jì)測(cè)定光法研究某些天然產(chǎn)物及配合物的立體化學(xué)問(wèn)題，旋光計(jì)測(cè)定糖的含量。糖的含量。 13.13.衍射法衍射法 x射線衍射：研究晶體結(jié)構(gòu)，不同晶體具有不同衍射圖。射線衍射：研究晶體結(jié)構(gòu)，不同晶體具有不同衍射圖。 電子衍射：電子衍射是透射電子顯微鏡的基礎(chǔ)，研究物質(zhì)電子衍射：電子衍射是透射電子顯微鏡的基礎(chǔ)，研究物質(zhì)的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。2021-10-132021

30、-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院2828五、光分析方法的進(jìn)展五、光分析方法的進(jìn)展 development of optical analysis 1. 1. 采用新光源，提高靈敏度采用新光源，提高靈敏度 級(jí)聯(lián)光源：電感耦合等離子體級(jí)聯(lián)光源：電感耦合等離子體-輝光放電；激光蒸發(fā)輝光放電；激光蒸發(fā)-微微波等離子體波等離子體 2.2. 聯(lián)用技術(shù)聯(lián)用技術(shù) 電感耦合高頻等離子體（電感耦合高頻等離子體（icp）質(zhì)譜質(zhì)譜 激光質(zhì)譜：靈敏度達(dá)激光質(zhì)譜：靈敏度達(dá)10-20 g 3. 3. 新材料新材料 光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)，損耗少；抗干擾能力強(qiáng)；光導(dǎo)纖維傳導(dǎo)，損耗少；抗干擾能力強(qiáng)；2021-10-132021-10

31、-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院2929 4. 交叉 電致發(fā)光分析；光導(dǎo)纖維電化學(xué)傳感器電致發(fā)光分析；光導(dǎo)纖維電化學(xué)傳感器 5. 5. 檢測(cè)器的發(fā)展檢測(cè)器的發(fā)展 電荷耦合陣列檢測(cè)器光譜范圍寬、量子效率高、線性范電荷耦合陣列檢測(cè)器光譜范圍寬、量子效率高、線性范圍寬、多道同時(shí)數(shù)據(jù)采集、三維譜圖，將取代光電倍增管；圍寬、多道同時(shí)數(shù)據(jù)采集、三維譜圖，將取代光電倍增管； 光二極激光器代替空心陰極燈，使原子吸收可進(jìn)行多元素光二極激光器代替空心陰極燈，使原子吸收可進(jìn)行多元素同時(shí)測(cè)定；同時(shí)測(cè)定；2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院3030三種光分析三種光分析法測(cè)量過(guò)程法測(cè)量過(guò)程示意圖

32、示意圖 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院3131六、光學(xué)分析法的特點(diǎn)六、光學(xué)分析法的特點(diǎn)(1)靈敏度高。原子發(fā)射光譜法的最低檢出限是靈敏度高。原子發(fā)射光譜法的最低檢出限是0.1ngml-1。(2)使用試樣量少。使用試樣量少。(3)光學(xué)分析法適用的被測(cè)組分含量范圍很廣泛。光學(xué)分析法適用的被測(cè)組分含量范圍很廣泛。適用于微量、痕量甚至超痕量組分的分析。適用于微量、痕量甚至超痕量組分的分析。(4)分析速度快。分析速度快。(5)多元素同時(shí)測(cè)定。多元素同時(shí)測(cè)定。2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院3232七、光學(xué)分析法的應(yīng)用七、光學(xué)分析法的應(yīng)用(

33、1)成分分析。成分分析。(2)化學(xué)、物理化學(xué)各種參數(shù)的測(cè)定?；瘜W(xué)、物理化學(xué)各種參數(shù)的測(cè)定。(3)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究。化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究。(4)分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定。分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定。(5)遙感分析。遙感分析。(6)特征分析。特征分析。2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院3333一、一、光譜法儀器的基本流程光譜法儀器的基本流程general process of spectrometry二、光譜儀器的基本器件二、光譜儀器的基本器件main parts of spectrometry 第四章 光分析導(dǎo)論 an introduction to optical analysis i

34、nstruments for spectro-metry and optical parts第二節(jié)第二節(jié) 光譜法儀器與光學(xué)器件光譜法儀器與光學(xué)器件2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院3434一、一、光分析法儀器的基本流程光分析法儀器的基本流程 general process of spectrometry 光譜儀器通常包括五光譜儀器通常包括五個(gè)基本單元：個(gè)基本單元：光源；單色器；樣品；檢光源；單色器；樣品；檢測(cè)器；顯示與數(shù)據(jù)處理；測(cè)器；顯示與數(shù)據(jù)處理；2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院3535二、二、光分析法儀器的基本單元光分析法儀器的

35、基本單元 main parts of spectrometry 1. 1. 光源光源 依據(jù)方法不同，采用不同的光源：火焰、燈、激光、電火花、電弧等；依據(jù)光源性質(zhì)不同，分為： 連續(xù)光源連續(xù)光源：在較大范圍提供連續(xù)波長(zhǎng)的光源，氫燈、氘燈、鎢絲燈等； 線光源線光源：提供特定波長(zhǎng)的光源，金屬蒸氣燈(汞燈、鈉蒸氣燈)、空心陰極燈、激光等；2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院3636 1. 1. 光源光源 h2燈燈 紫外光源紫外光源 d2燈燈 160-375nm w 燈燈 320-2500nm 可見光源可見光源 氙燈氙燈 250-700nm nernst 燈燈 連續(xù)光連續(xù)光源源

36、 紅外光源紅外光源 硅碳棒硅碳棒 6000-5000cm-1之之間有最大強(qiáng)度間有最大強(qiáng)度 hg 燈燈 254-734nm 金屬蒸汽燈金屬蒸汽燈 na 燈燈 589.0nm， 589.6nm 空心陰極燈空心陰極燈 空心陰極燈空心陰極燈 高強(qiáng)度空心陰極高強(qiáng)度空心陰極燈燈 也稱元素?zé)粢卜Q元素?zé)?紅寶石激光器紅寶石激光器 693.4nm he-ne 激光器激光器 632.8nm 激光激光* ar 離子激光器離子激光器 515.4nm， 488.0nm 直流電弧直流電弧 交流電弧交流電弧 火花火花 線光源線光源 發(fā)射光譜光發(fā)射光譜光源源 icp 電能電能 2021-10-132021-10-13生物工程

37、學(xué)院生物工程學(xué)院37372.單色器 單色器單色器：獲得高光譜純度輻射束的裝置，而輻射束的波長(zhǎng)可在很寬范圍內(nèi)任意改變； 主要部件主要部件：（1）進(jìn)口狹縫；（2）準(zhǔn)直裝置(透鏡或反射鏡)：使輻射束成為平行光線； （3）色散裝置(棱鏡、光柵)：使不同波長(zhǎng)的輻射以不同的角度進(jìn)行傳播；2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院3838 （4）聚焦透鏡或凹面反射鏡，使每個(gè)單色光束在單色器的出口曲面上成像。2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院39393.試樣裝置 光源與試樣相互作用的場(chǎng)所（1）吸收池）吸收池 紫外-可見分光光度法：石英比色皿 熒光分析法： 紅

38、外分光光度法：將試樣與溴化鉀壓制成透明片（2）特殊裝置）特殊裝置 原子吸收分光光度法：霧化器中霧化，在火焰中，元素由離子態(tài)原子； 原子發(fā)射光譜分析：試樣噴入火焰； 詳細(xì)內(nèi)容在相關(guān)章節(jié)中介紹。2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院40404. 檢測(cè)器（1）光檢測(cè)器）光檢測(cè)器 主要有以下幾種： 硒光電池、光電二極管、光電倍增管、硅二極管陣列檢測(cè)器、半導(dǎo)體檢測(cè)器；（2）熱檢測(cè)器）熱檢測(cè)器 主要有： 真空熱電偶檢測(cè)器：紅外光譜儀中常用的一種； 熱釋電檢測(cè)器：5. 5. 信號(hào)、與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)信號(hào)、與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 現(xiàn)代分析儀器多配有計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果打印

39、，工作站軟件系統(tǒng)；2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4141光學(xué)分析方法的發(fā)展 光學(xué)分析法是利用待測(cè)定組分所顯示出的吸收光學(xué)分析法是利用待測(cè)定組分所顯示出的吸收光譜或發(fā)射光譜，既包括原子光譜也包括分子光譜。光譜或發(fā)射光譜，既包括原子光譜也包括分子光譜。利用被測(cè)定組分中的分子所產(chǎn)生的吸收光譜的分析利用被測(cè)定組分中的分子所產(chǎn)生的吸收光譜的分析方法，即通常所說(shuō)的可見與紫外分光光度法、紅外方法，即通常所說(shuō)的可見與紫外分光光度法、紅外光譜法；利用其發(fā)射光譜的分析方法，常見的有熒光譜法；利用其發(fā)射光譜的分析方法，常見的有熒光光度法。利用被測(cè)定組分中的原子吸收光譜的分光光度法。

40、利用被測(cè)定組分中的原子吸收光譜的分析方法，即原子吸收法：利用被測(cè)定組分的發(fā)射光析方法，即原子吸收法：利用被測(cè)定組分的發(fā)射光譜的分析方法，包括發(fā)射光譜分析法、原子熒光法、譜的分析方法，包括發(fā)射光譜分析法、原子熒光法、x x射線原子熒光法、質(zhì)子熒光法等。射線原子熒光法、質(zhì)子熒光法等。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4242 ( (一一) )比色法比色法 分光光度法的前身是比色法。比色分析法有著很長(zhǎng)的歷史。分光光度法的前身是比色法。比色分析法有著很長(zhǎng)的歷史。18301830年左右，四氨絡(luò)銅離子的深藍(lán)色就被用于銅的測(cè)定。奈年左右，四氨絡(luò)銅離子的深藍(lán)色就被用于銅的測(cè)定。

41、奈斯勒的氨測(cè)定法起源于斯勒的氨測(cè)定法起源于18521852年，大約在同一年，硫氰酸鹽被年，大約在同一年，硫氰酸鹽被用來(lái)分析鐵。用來(lái)分析鐵。18691869年，舍思報(bào)道說(shuō)鈦鹽與過(guò)氧化氫反應(yīng)會(huì)產(chǎn)年，舍思報(bào)道說(shuō)鈦鹽與過(guò)氧化氫反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生黃色，生黃色，18821882年，韋勒年，韋勒( (wellerweller) )將此黃色反應(yīng)改進(jìn)成一種鈦的將此黃色反應(yīng)改進(jìn)成一種鈦的比色法。釩也能與過(guò)氧化物發(fā)生類似的反應(yīng)，生成一種橙色比色法。釩也能與過(guò)氧化物發(fā)生類似的反應(yīng)，生成一種橙色絡(luò)合物。絡(luò)合物。19121912年，梅勒一方面利用年，梅勒一方面利用19081908年芬頓發(fā)現(xiàn)的一個(gè)反年芬頓發(fā)現(xiàn)的一個(gè)反應(yīng)應(yīng)( (二羥

42、基馬來(lái)酸與鈦反應(yīng)呈橙黃色，與釩反應(yīng)無(wú)此色二羥基馬來(lái)酸與鈦反應(yīng)呈橙黃色，與釩反應(yīng)無(wú)此色) )，另一，另一方面利用與過(guò)氧化物的反應(yīng)，得出了一種鈦和釩這兩種元素方面利用與過(guò)氧化物的反應(yīng)，得出了一種鈦和釩這兩種元素的比色測(cè)定法。的比色測(cè)定法。 吸收光度分析法提供了非化學(xué)計(jì)量法的一個(gè)很好例子。有吸收光度分析法提供了非化學(xué)計(jì)量法的一個(gè)很好例子。有色化合物的光吸收強(qiáng)弱隨著所用輻射波長(zhǎng)的大小而變化。因色化合物的光吸收強(qiáng)弱隨著所用輻射波長(zhǎng)的大小而變化。因此早期的比色法主要憑經(jīng)驗(yàn)將未知物與濃度近似相等的標(biāo)難此早期的比色法主要憑經(jīng)驗(yàn)將未知物與濃度近似相等的標(biāo)難溶液進(jìn)行對(duì)比。比如象親斯勒在氨測(cè)定法中所作的比較。比溶液

43、進(jìn)行對(duì)比。比如象親斯勒在氨測(cè)定法中所作的比較。比色劑，如杜波斯克比色計(jì)，是通過(guò)改變透光溶液的厚度和利色劑，如杜波斯克比色計(jì)，是通過(guò)改變透光溶液的厚度和利用比爾定律，來(lái)對(duì)未知物的顏色與標(biāo)準(zhǔn)液的濃度進(jìn)行對(duì)比的，用比爾定律，來(lái)對(duì)未知物的顏色與標(biāo)準(zhǔn)液的濃度進(jìn)行對(duì)比的，這種儀器并不適用于所有的有色物質(zhì)，它充其量也不過(guò)經(jīng)驗(yàn)這種儀器并不適用于所有的有色物質(zhì)，它充其量也不過(guò)經(jīng)驗(yàn)程度很高罷了。程度很高罷了。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4343 1729 1729年，年，p p布古厄布古厄( (bouguerbouguer) )觀察到入射光被介質(zhì)吸收的多觀察到入射光被介質(zhì)吸收

44、的多少與介質(zhì)的厚度成正比。這后來(lái)又被少與介質(zhì)的厚度成正比。這后來(lái)又被j jh h蘭貝特蘭貝特( (lambertlambert，172817281777)1777)所發(fā)現(xiàn)，他對(duì)單色光吸收所作的論述得到了下所發(fā)現(xiàn)，他對(duì)單色光吸收所作的論述得到了下列關(guān)系式：列關(guān)系式： 上式中上式中i i是通過(guò)厚度為是通過(guò)厚度為i i的介質(zhì)的光密度，的介質(zhì)的光密度，a a是吸收系數(shù)。利是吸收系數(shù)。利用邊界條件用邊界條件x=0 x=0時(shí)，時(shí)，i iioio，積分得到：，積分得到： i iioeioe-ax-ax 1852 1852年，年，a a比爾比爾(beer)(beer)證實(shí)，許多溶液的吸收系數(shù)證實(shí)，許多溶液的吸

45、收系數(shù)a a是與是與溶質(zhì)的濃度溶質(zhì)的濃度c c成正比的。盡管比爾本人沒有建立那個(gè)指數(shù)吸成正比的。盡管比爾本人沒有建立那個(gè)指數(shù)吸收定律公式，但下列關(guān)系式收定律公式，但下列關(guān)系式 i iioe-acxioe-acx 仍被叫做比爾定律，式中濃度和厚度是作為對(duì)稱變數(shù)出現(xiàn)仍被叫做比爾定律，式中濃度和厚度是作為對(duì)稱變數(shù)出現(xiàn)的。這個(gè)名稱似乎是在的。這個(gè)名稱似乎是在18891889年就開始使用了。年就開始使用了。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4444 1940 1940年以前，比色法一直是最直觀的分析法，往往是以高度經(jīng)驗(yàn)為年以前，比色法一直是最直觀的分析法，往往是以高度經(jīng)驗(yàn)

46、為根據(jù)的根據(jù)的實(shí)際上依靠了奈斯勒管、杜波斯克比色計(jì)和拉維邦色調(diào)計(jì)。色實(shí)際上依靠了奈斯勒管、杜波斯克比色計(jì)和拉維邦色調(diào)計(jì)。色調(diào)計(jì)利用可疊加有色玻璃盤作為顏色比較的載片。某些測(cè)定甚至是將顏色調(diào)計(jì)利用可疊加有色玻璃盤作為顏色比較的載片。某些測(cè)定甚至是將顏色與彩紙和有色玻璃作比較來(lái)進(jìn)行的。與彩紙和有色玻璃作比較來(lái)進(jìn)行的。t tww理查茲在有關(guān)鹵化銀的測(cè)定理查茲在有關(guān)鹵化銀的測(cè)定方面，發(fā)明了一種散射濁度計(jì)，用通過(guò)微濁溶液來(lái)測(cè)量光散射。方面，發(fā)明了一種散射濁度計(jì)，用通過(guò)微濁溶液來(lái)測(cè)量光散射。 19401940年初左右，分光光度計(jì)開始廣泛使用，幾種高質(zhì)量、應(yīng)用簡(jiǎn)便的年初左右，分光光度計(jì)開始廣泛使用，幾種高質(zhì)

47、量、應(yīng)用簡(jiǎn)便的工業(yè)儀器使比色法更加普及，最著名的儀器，如蔡斯一普爾費(fèi)利希、希爾工業(yè)儀器使比色法更加普及，最著名的儀器，如蔡斯一普爾費(fèi)利希、希爾格、斯佩克爾、貝克曼和科爾曼分光光度計(jì)，采用濾波器、棱鏡和光柵，格、斯佩克爾、貝克曼和科爾曼分光光度計(jì)，采用濾波器、棱鏡和光柵，使光的波長(zhǎng)限制在一個(gè)很窄的范圍內(nèi)。光吸收一般是用光電管測(cè)量的。使光的波長(zhǎng)限制在一個(gè)很窄的范圍內(nèi)。光吸收一般是用光電管測(cè)量的。 典型的比色試劑是二苯基硫卡巴蹤典型的比色試劑是二苯基硫卡巴蹤( (diphenyldiphenylthiocarbazonethiocarbazone) )通常叫通常叫做雙硫蹤做雙硫蹤dithizoned

48、ithizone，是艾米爾，是艾米爾費(fèi)歇爾在費(fèi)歇爾在18821882年發(fā)現(xiàn)的，他觀察到雙硫蹤年發(fā)現(xiàn)的，他觀察到雙硫蹤很容易和金屬離子形成有色化合物，但他沒有繼續(xù)這項(xiàng)研究。很容易和金屬離子形成有色化合物，但他沒有繼續(xù)這項(xiàng)研究。19261926年，年，海爾穆特海爾穆特費(fèi)歇爾研究了這個(gè)化合物，并報(bào)道了把它用于分祈的可能性，費(fèi)歇爾研究了這個(gè)化合物，并報(bào)道了把它用于分祈的可能性，這種可能性在這種可能性在3030年代得到了最充分的利用。這種試劑與大量陽(yáng)離子所形年代得到了最充分的利用。這種試劑與大量陽(yáng)離子所形成的有色整合物極易溶解于氯仿那樣的有機(jī)溶劑中。于是，這種絡(luò)合物就成的有色整合物極易溶解于氯仿那樣的有

49、機(jī)溶劑中。于是，這種絡(luò)合物就可從大量的水溶液中萃取到少量的溶劑中，從而使這種方法對(duì)痕量物質(zhì)也可從大量的水溶液中萃取到少量的溶劑中，從而使這種方法對(duì)痕量物質(zhì)也非常靈敏。非常靈敏。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4545 比色法借助儀器可用于波長(zhǎng)短到比色法借助儀器可用于波長(zhǎng)短到2000a2000a的紫外區(qū)。向紫的紫外區(qū)。向紫外區(qū)的進(jìn)一步擴(kuò)展是不可能的。因?yàn)槿萜鳌⒗忡R及空氣本身外區(qū)的進(jìn)一步擴(kuò)展是不可能的。因?yàn)槿萜鳌⒗忡R及空氣本身也會(huì)吸收光。記錄方法也會(huì)吸收光。記錄方法( (起初主要是照相記錄起初主要是照相記錄) )，隨著實(shí)用光電，隨著實(shí)用光電管的發(fā)展得到了明顯的改進(jìn)

50、。紫外分光光度法在測(cè)定芳香化管的發(fā)展得到了明顯的改進(jìn)。紫外分光光度法在測(cè)定芳香化合物，如苯酚、蔥和苯乙烯方面特別有價(jià)值。合物，如苯酚、蔥和苯乙烯方面特別有價(jià)值。 紫外吸收在研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)時(shí)也很有用，它同束縛紫外吸收在研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)時(shí)也很有用，它同束縛松散的電子締合，如出現(xiàn)在雙鍵中的電子。乙烯、乙炔、碳松散的電子締合，如出現(xiàn)在雙鍵中的電子。乙烯、乙炔、碳基化合物和氰化物中的不飽和鍵吸收基化合物和氰化物中的不飽和鍵吸收2000a2000a以下的光，因此以下的光，因此處于紫外分光光度計(jì)可測(cè)范圍之外。不飽和鍵周圍有取代基處于紫外分光光度計(jì)可測(cè)范圍之外。不飽和鍵周圍有取代基時(shí)，會(huì)使光的吸收向

51、長(zhǎng)波方向移動(dòng)，但仍遠(yuǎn)離實(shí)際可測(cè)的范時(shí)，會(huì)使光的吸收向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，但仍遠(yuǎn)離實(shí)際可測(cè)的范圍。偶氮基、硝基、亞硝酸鹽、硝酸鹽和亞硝基的吸收光范圍。偶氮基、硝基、亞硝酸鹽、硝酸鹽和亞硝基的吸收光范圍在圍在250025003000a3000a之間。不飽和鍵發(fā)生共扼現(xiàn)象會(huì)使吸收增之間。不飽和鍵發(fā)生共扼現(xiàn)象會(huì)使吸收增強(qiáng)。引起光向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。芳香環(huán)具有一個(gè)特征吸收本領(lǐng)，強(qiáng)。引起光向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。芳香環(huán)具有一個(gè)特征吸收本領(lǐng)，可用于鑒定?？捎糜阼b定。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4646 ( (二二) )紅外光譜法紅外光譜法 輻射能吸收用作一種分析工具的最大進(jìn)展也許是在紅輻

52、射能吸收用作一種分析工具的最大進(jìn)展也許是在紅外光譜領(lǐng)域。外光譜領(lǐng)域。19201920年以前，利用波長(zhǎng)在年以前，利用波長(zhǎng)在8000a8000a到幾十分到幾十分之一毫米光譜區(qū)的儀器就已經(jīng)有了，但紅外光譜研究的真之一毫米光譜區(qū)的儀器就已經(jīng)有了，但紅外光譜研究的真正進(jìn)展卻發(fā)生在正進(jìn)展卻發(fā)生在19401940年以后。這個(gè)光譜區(qū)含有象分子振年以后。這個(gè)光譜區(qū)含有象分子振動(dòng)所包括的那樣一些頻率的光。原子質(zhì)量、鍵強(qiáng)和分子構(gòu)動(dòng)所包括的那樣一些頻率的光。原子質(zhì)量、鍵強(qiáng)和分子構(gòu)型這樣一些重要因素與所吸收的能量有聯(lián)系。因此某些波型這樣一些重要因素與所吸收的能量有聯(lián)系。因此某些波段易與段易與0 0h h、nhnh、cl

53、cclc和和c c0 0那樣一些基團(tuán)相對(duì)應(yīng)。那樣一些基團(tuán)相對(duì)應(yīng)。 紅外光譜的興起靠的是發(fā)展熱電堆以及輻射計(jì)、放大紅外光譜的興起靠的是發(fā)展熱電堆以及輻射計(jì)、放大器和記錄器方面所取得的進(jìn)展。許多年來(lái)，這些儀器的光器和記錄器方面所取得的進(jìn)展。許多年來(lái)，這些儀器的光學(xué)部分比檢測(cè)和記錄機(jī)構(gòu)要令人滿意得多。學(xué)部分比檢測(cè)和記錄機(jī)構(gòu)要令人滿意得多。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4747 紅外光譜主要是作為一種定性工具使用的。同時(shí)如果大紅外光譜主要是作為一種定性工具使用的。同時(shí)如果大量的日常分析工作量的日常分析工作比如，工業(yè)實(shí)踐中常常必需的分析比如，工業(yè)實(shí)踐中常常必需的分析工

54、作工作證明紅外光譜有利于這種工作的操作的話，那么證明紅外光譜有利于這種工作的操作的話，那么它也可用于定量分析。定量紅外光譜法已經(jīng)用于分析硝基它也可用于定量分析。定量紅外光譜法已經(jīng)用于分析硝基烷混合物。甲酚混合物和六氯化苯異構(gòu)體方面。六氯化苯烷混合物。甲酚混合物和六氯化苯異構(gòu)體方面。六氯化苯的的y y一異構(gòu)體可用作殺蟲劑。紅外光譜法已經(jīng)是測(cè)定混雜有一異構(gòu)體可用作殺蟲劑。紅外光譜法已經(jīng)是測(cè)定混雜有相關(guān)異構(gòu)體的相關(guān)異構(gòu)體的y y六氯化苯的有用工具。紅外光譜法在定性六氯化苯的有用工具。紅外光譜法在定性分析中極有價(jià)值，因?yàn)槲瘴恢煤臀諒?qiáng)度能提供大量數(shù)分析中極有價(jià)值，因?yàn)槲瘴恢煤臀諒?qiáng)度能提供大量數(shù)據(jù)

55、。過(guò)去人們?cè)隽舜罅康墓ぷ鳎L制了許多鍵和基的光據(jù)。過(guò)去人們?cè)隽舜罅康墓ぷ鳎L制了許多鍵和基的光吸收性質(zhì)圖，使得有可能利用這種數(shù)據(jù)迅速確定出新化合吸收性質(zhì)圖，使得有可能利用這種數(shù)據(jù)迅速確定出新化合物的結(jié)構(gòu)。工業(yè)方面，紅外光譜也有助于研究聚合作用方物的結(jié)構(gòu)。工業(yè)方面，紅外光譜也有助于研究聚合作用方面的進(jìn)展，因?yàn)閱误w和聚合體的紅外吸收帶相互間是有區(qū)面的進(jìn)展，因?yàn)閱误w和聚合體的紅外吸收帶相互間是有區(qū)別的。別的。2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4848 目前紅外光譜目前紅外光譜(1r)(1r)是給出豐富的結(jié)構(gòu)信息的重要方法之是給出豐富的結(jié)構(gòu)信息的重要方法之一，能在較寬

56、的溫度范圍內(nèi)快速記錄固態(tài)、液態(tài)、溶液和一，能在較寬的溫度范圍內(nèi)快速記錄固態(tài)、液態(tài)、溶液和蒸氣相的圖譜。紅外光譜經(jīng)歷了從棱鏡紅外、光柵紅外，蒸氣相的圖譜。紅外光譜經(jīng)歷了從棱鏡紅外、光柵紅外，目前己進(jìn)入傅里葉變換紅外目前己進(jìn)入傅里葉變換紅外 ( (ftftir)ir)時(shí)期，積累了十幾萬(wàn)時(shí)期，積累了十幾萬(wàn)張標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的圖譜。張標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的圖譜。ftftirir具有光通量大、信噪比高、分具有光通量大、信噪比高、分辨率好、波長(zhǎng)范圍寬、掃描速度快等特點(diǎn)。利用辨率好、波長(zhǎng)范圍寬、掃描速度快等特點(diǎn)。利用irir顯微技術(shù)顯微技術(shù)和基本分離技術(shù)和基本分離技術(shù)( (matrixi solationmatrixi sol

57、ation，mimiir)ir)可對(duì)低達(dá)可對(duì)低達(dá)n8n8量和量和p8p8量級(jí)的試樣進(jìn)行記錄，量級(jí)的試樣進(jìn)行記錄，ftftirir和色譜的結(jié)合，被稱為鑒和色譜的結(jié)合，被稱為鑒定有機(jī)結(jié)構(gòu)的定有機(jī)結(jié)構(gòu)的“指紋指紋”，這些優(yōu)點(diǎn)是其他方法所難于比擬，這些優(yōu)點(diǎn)是其他方法所難于比擬的。紅外光譜近年來(lái)發(fā)展十分迅速，在生物化學(xué)高聚物、的。紅外光譜近年來(lái)發(fā)展十分迅速，在生物化學(xué)高聚物、環(huán)境、染料、食品、醫(yī)藥等方面得到廣泛應(yīng)用。環(huán)境、染料、食品、醫(yī)藥等方面得到廣泛應(yīng)用。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院4949 ( (三三) )熒光分析熒光分析 當(dāng)紫外光照射到某些物質(zhì)的時(shí)候，這些物質(zhì)

58、會(huì)發(fā)射出各當(dāng)紫外光照射到某些物質(zhì)的時(shí)候，這些物質(zhì)會(huì)發(fā)射出各種顏色和不同強(qiáng)度的可見光，而當(dāng)紫外光停止照射時(shí)，這種顏色和不同強(qiáng)度的可見光，而當(dāng)紫外光停止照射時(shí)，這種光線也隨之很快地消失，這種光線稱為熒光。種光線也隨之很快地消失，這種光線稱為熒光。 第一次記錄熒光現(xiàn)象的是第一次記錄熒光現(xiàn)象的是1616世紀(jì)西班牙的內(nèi)科醫(yī)生和植世紀(jì)西班牙的內(nèi)科醫(yī)生和植物學(xué)家物學(xué)家nnmonardesmonardes，15751575年他提到在含有一種稱為年他提到在含有一種稱為“l(fā)ignmmnephriticumlignmmnephriticum”的木頭切片的水溶液中，呈現(xiàn)了的木頭切片的水溶液中，呈現(xiàn)了極為可愛的天藍(lán)色，

59、在極為可愛的天藍(lán)色，在1717世紀(jì)，世紀(jì)，boyle (1626boyle (16261691)1691)和和newton(1624newton(1624一一1727)1727)等著名科學(xué)家再次觀察到熒光現(xiàn)象，等著名科學(xué)家再次觀察到熒光現(xiàn)象，并且給予更詳細(xì)的描述。盡管在并且給予更詳細(xì)的描述。盡管在1717世紀(jì)和世紀(jì)和1818世紀(jì)中還發(fā)現(xiàn)了世紀(jì)中還發(fā)現(xiàn)了其它一些發(fā)熒光的材料和溶液，然而在解釋熒光現(xiàn)象方面其它一些發(fā)熒光的材料和溶液，然而在解釋熒光現(xiàn)象方面卻幾乎沒有什么進(jìn)展。直到卻幾乎沒有什么進(jìn)展。直到18521852年年stokesstokes在考察奎寧和葉綠在考察奎寧和葉綠素的熒光時(shí)，用分光計(jì)觀

60、察到其熒光的波長(zhǎng)比入射光的波素的熒光時(shí)，用分光計(jì)觀察到其熒光的波長(zhǎng)比入射光的波長(zhǎng)稍為長(zhǎng)些，才判明這種現(xiàn)象是這些物質(zhì)在吸收光能后重長(zhǎng)稍為長(zhǎng)些，才判明這種現(xiàn)象是這些物質(zhì)在吸收光能后重新發(fā)射不同波長(zhǎng)的光，而不是由光的漫射作用所引起的，新發(fā)射不同波長(zhǎng)的光，而不是由光的漫射作用所引起的，從而導(dǎo)入了熒光是光發(fā)射的概念，他還由發(fā)熒光的礦物從而導(dǎo)入了熒光是光發(fā)射的概念，他還由發(fā)熒光的礦物“螢石螢石”推演而提出推演而提出“熒光熒光”這一術(shù)語(yǔ)。這一術(shù)語(yǔ)。 2021-10-132021-10-13生物工程學(xué)院生物工程學(xué)院5050 stokes stokes還對(duì)熒光強(qiáng)度與濃度之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，還對(duì)熒光強(qiáng)度與濃度之