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第一章绪论1

1．光谱的种类和分析内容1

1·1光谱种类1

1·2光谱分析内容1

1·3原子发射光谱分析过程和仪器组成3

2．发射光谱分析法发展历史4

2·1萌芽时期4

2·2定性分析、新元素发现和原子结构理论的建立4

2·3定量分析方法的建立5

2·4近代发展时期6

2·5发射光谱法在我国的发展7

3．发射光谱分析法的优点和局限性7

4．发射光谱分析法应用范围8

5．原子发射光谱法常用术语和符号9

5·1常用物理量术语和符号9

5·2与辐射能及其测量有关的术语、符号和单位11

5·3用于数据说明方面的术语、符号和单位11

主要参考资料12

第二章原子光谱和辐射跃迁13

1．原子光谱的起源和规律性13

1·1原子量子数和光谱项13

1·2原子能级图和原子光谱精细结构19

1·3塞曼效应、原子核效应和原子光谱超精细结构21

1·4原子光谱和离子光谱的规律性23

2．辐射跃迁和光谱线强度量子辐射理论27

2·1自发发射、受激发射和吸收27

2·2辐射跃迁几率和振子强度28

2·3光谱线发射强度和吸收强度30

3．光谱线轮廓和峰值强度测量原理32

3·1光谱线轮廓和半宽度32

3·2光谱线变宽原因33

3·3光谱线轮廓函数34

3·4谱线峰值强度测量原理37

4．自吸收效应和光谱线强度经典辐射理论37

4·1单纯发射层－单纯吸收层模式（不均勺光源自吸收效应之一）37

4·2均匀光源发射－吸收层单层模式和强度方程38

4·3发射吸收层－单纯吸收层双层模式（不均匀光源自吸收效应之二）41

4·4发射吸收层－单纯吸收层－发射吸收层三层模式（不均匀光源自吸收效应之三）41

主要参考资料42

第三章火焰、电弧和火花光源44

1．光源概述44

1·1光源的作用和分类44

1·2对光谱分析用光源的一般要求44

2．火焰45

2·1火焰的基本特性45

2·2燃烧器类型46

3．直流电弧46

3·1直流电弧装置和放电过程46

3·2直流电弧温度、电子密度及其空间分布47

3·3极性问题和阴极层效应48

3·4直流电弧放电的伏－安特性曲线和稳定放电的条件48

3·5碳电极和碳电弧49

3·6直流电弧的分析性能和应用52

4．交流电弧53

4·1高压交流电弧装置及放电特性53

4·2低压交流电弧工作原理54

4·3低压交流电弧放电的稳定性55

4·4水平交流电弧装置56

4·5交流电弧分析性能和应用57

5．火花58

5·1简单高压火花装置和放电过程58

5·2火花放电形状、温度和时间展布60

5·3控制火花光源60

5·4低压火花63

5·5火花放电工作状态选择原理63

5·6火花光源分析性能和应用65

6．样品导入电弧和火花光源的其他方法66

6·1固体自电极进样66

6·2溶液进样66

7．几种常用电弧和火花发生器69

7·1WPF-2型交流电弧发生器69

7·2可控硅交直流电弧发生器69

7·3UBI-1型万能电弧脉冲发生器71

7·4WPF-3型火花发生器71

7·5HFI-1型高压脉冲火花发生器72

7·6可控波形高压火花光源73

7·7TGS型高速火花光源74

8．电弧和火花发生器的维护和一般故障检修74

8·1维护要求74

8·2电弧发生器一般故障检修75

8·3火花发生器一般故障检修75

主要参考资料75

第四章等离子体光源76

1．等离子体光源概述76

2．电感耦合等离子体光源（ICP）76

2·1ICP炬的形成和形状76

2·2ICP放电温度和电子密度及其空间分布78

2·3高频发生器及工作状态的选择79

2·4炬管结构、工作气流和ICP装置类型81

2·5进样技术85

2·6ICP光源的分析性能和应用89

3．直流等离子体喷焰（DCP）91

3·1DCP装置和放电形状91

3·2DCP放电温度、电子密度及其空间分布92

3·3DCP光源分析性能和应用（与ICP光源比较）93

3·4三相交流等离子体弧光源94

4．电容耦合微波等离子炬（CMP）和微波感生等离子炬（MIP）95

4·1电容耦合微波等离子炬（CMP）95

4·2MIP装置原理和维持稳定放电的条件96

4·3MIP放电的温度和电子密度及其影响的因素98

4·4MIP的进样技术99

4·5MIP光源分析性能和应用（与ICP-AES比较）99

5．高频和微波防护99

5·1高频和微波电磁场对人体的影响99

5·2高频和微波的防护——屏蔽和接地100

5·3高频和微波辐射的容许标准101

主要参考资料101

第五章辉光放电和激光显微光源102

1．辉光放电的形成和放电特性102

2．空心阴极放电光源（空心阴极灯，HCL）103

2·1HCL装置原理103

2·2直流高压电源和供气系统104

2·3空心阴极放电光源的分析性能和应用105

3．格里姆辉光放电光源（Grimm灯）105

3·1Grimm灯装置原理105

3·2格里姆辉光放电光源分析性能和应用105

4．激光显微光源106

4·1激光的产生107

4·2激光器108

4·3显微聚焦系统111

4·4火花辅助激发系统112

4·5控制电源系统112

4·6激光与固体的相互作用112

4·7激光－ICP装置（LMICP）113

4·8激光显微光源的分析性能和应用113

主要参考资料115

第六章棱镜光谱仪116

1．光谱仪的作用和分类116

2．棱镜光谱仪构造原理117

2·1棱镜色散原理117

2·2棱镜种类122

2·3狭缝123

2·4准光系统和投影系统124

3．棱镜光谱仪主要性能126

3·1放大率126

3·2线色散率及光谱长度126

3·3分辨率128

3·4成像质量130

4．光谱仪照明系统132

4·1对照明系统的要求132

4·2不用透镜的照明133

4·3利用透镜将光源成像于狭缝上134

4·4利用球面透镜使光源成像于准光镜或色散元件上135

4·5中间成像的三透镜照明系统136

5．几种常用棱镜摄谱仪137

5·1中型石英摄谱仪137

5·2中型玻璃摄谱仪138

5·3三个棱镜玻璃摄谱仪138

5·4大型自准式摄谱仪138

6．棱镜光谱仪的安装调整、使用及维护140

6·1光源及照明系统的安装和调整140

6·2摄谱仪的调焦140

6·3摄谱仪的使用及维护141

主要参考资料142

第七章光栅光谱仪143

1．光栅及其色散原理143

1·1光栅种类143

1·2光栅衍射和光栅方程143

1·3衍射光强分布和光栅闪耀特性147

2．平面光栅装置155

2·1垂直对称式装置155

2·2水平对称式装置157

2·3自准式装置157

3．凹面光栅装置157

3·1罗兰（Rowland）和艾伯内（Abney）装置157

3·2伊格尔（Eagle）装置158

3·3帕邢（Paschen）装置或帕邢－龙格（Runge）装置158

3·4瓦兹渥斯（wadswocth）式装置159

4．光栅光谱仪的主要性能159

4·1线色散率159

4·2分辨率161

4·3集光本领163

4·4成像质量163

4·5光栅光谱仪与棱镜光谱仪主要性能比较166

5．中阶梯光栅光谱仪167

6．几种常用光栅光谱仪168

6·1平面光栅摄谱仪168

6·2WZG-200型真空光量计172

6·3Jarrell-Ash7000型光量计173

7．光栅光谱仪的安装和调试174

7·1摄谱仪的安装和调试174

7·2光电直读光谱仪的调试175

7·3直读光谱仪对实验室的要求180

主要参考资料181

第八章光谱检测仪器和设备182

1．摄谱检测仪器182

1·1感光板182

1·2感光板的使用与暗室处理187

1·3映谱仪190

1·4测微光度计191

2．光电直读光谱仪检测仪器194

2·1光电倍增管194

2·2析像管197

2·3光电信号积分、放大和读出系统198

3．看谱镜及光电析钢仪201

3·1看谱镜201

3·2WKD-1型光电析钢仪204

3·3看谱分析仪器的使用及维护204

主要参考资料205

第九章分析物蒸发、原子化、激发和电离机理206

1．光源中发生过程一般介绍206

2．蒸发－扩散过程和气态分析物浓度209

2·1分析物蒸发－扩散平衡和气态分析物浓度一般表达式209

2·2样品蒸发固－气平衡热力学活度理论212

2·3溶液气溶胶进样时物料衡算213

3．激发—电离—离解平衡及其对谱线发射强度的贡献214

3·1激发平衡和波耳兹曼分布定律214

3·2电离平衡和沙哈方程217

3·3离解平衡219

3·4LTE条件下谱线发射强度与气态分析物浓度的关系及强度一温度曲线221

3·5等离子体温度和电子密度光谱诊断原理223

4．等离子体中非局部热平衡过程和过布居效应227

4·1等离子体偏离LTE状态的主要特征227

4·2产生过布居效应的原因228

4·3等离子体按过布居效应的分类230

5．谱线发射强度与分析物浓度关系及时、空分布特性231

5·1强度－浓度函数形式231

5·2强度－时间曲线轮廓232

5·3强度竖向和径向分布轮廓234

5·4双极扩散效应238

6．分析物蒸发—原子化—激发—电离行为与元素周期律关系238

6·1元素沸点及气化热变化规律238

6·2化合物离解能变化规律240

主要参考资料240

第十章干扰效应、载体效应和缓冲效应242

1．概述242

2．非光谱干扰来源243

2·1附随物对温度的影响243

2·2附随物对电子密度的影响和电离干扰247

2·3原子化干扰248

2·4扩散迁移干扰及附随物对强度的空间分布的影响249

2·5挥发干扰及附随物对强度的时间分布的影响250

2·6雾化去溶干扰252

2·7亚稳态能量转移干扰效应253

3．光谱干扰来源255

3·1背景辐射和背景干扰255

3·2带光谱发射和谱线重叠干扰257

4．干扰的补偿和校正原理259

4·1减小和消除干扰的途径259

4·2电弧光谱法非光谱干扰校正260

4·3格里姆（Grimm）辉光放电光谱法非光谱干扰校正261

4·4背景和光谱干扰校正261

5．光谱载体和缓冲剂作用原理265

5·1载体和缓冲剂作用及分类265

5·2载体作用函数267

5·3控制气氛效应270

5·4缓冲效率272

5·5载体效应与元素周期律的关系274

6．各类光源干扰水平比较277

主要参考资料278

第十一章发射光谱定性、半定量和定量分析技术279

1．概述279

2．光谱定性分析279

2·1元素的灵敏线、最后线及分析线279

2·2谱线图及波长表281

2·3摄谱定性分析281

2·4看谱定性分析283

3．光谱半定量分析285

3·1摄谱半定量分析285

3·2看谱半定量分析287

4．光谱定量分析浓度校准技术基础288

4·1谱线强度与分析物浓度关系经验式289

4·2强度比校准技术——内参比法原理290

4·3浓度比校准技术——可变内参比法原理293

4·4谱线宽度法原理294

5．摄谱定量分析294

5·1分析线强度及分析线对强度比的测量294

5·2分析校准曲线法296

5·3标准加入法296

5·4摄谱定量分析的特点297

6．光电直读定量分析298

6·1谱线强度的测量298

6·2分析校准曲线法299

6·3浓度直读法299

6·4标准加入法和广义标准加入法300

6·5光电直读定量分析的特点300

7．分析样品和标准样品的制备及处理301

7·1分析样品制备和处理的一般原则及要求301

7·2固体样品制备和处理301

7·3粉末样品的制备和处理301

7·4溶液样品的制备和处理302

7·5标准样品制备处理的一般原则和要求304

7·6标样制备方法305

7·7标准值的确定和标样的检查及鉴定306

7·8固体光谱标样的通用性306

8．发射光谱分析工作一般程序309

8·1仪器设备及操作参数的选择309

8·2样品处理及导入光源方法的选择309

8·3分析校准技术的选择310

8·4分析结果检验310

主要参考资料311

第十二章发射光谱法检出限和精密度312

1．误差统计和数据处理一般知识312

1·1几个基本概念312

1·2高斯（Gauss）正态分布314

1·3误差传递规则和平均值误差316

1·4测量结果置信区间和t分布317

1·5平均值比较和系统误差检验319

1·6回归分析和相关分析320

2．发射光谱法偶然误差来源322

2·1光源的起伏波动322

2·2样品不均匀性323

2·3检测器噪声324

2·4参比样品浓度及测量信号的波动324

2·5偶然误差的其他来源325

2·6偶然误差各因素的相对作用325

3．发射光谱法检出限及其影响因素326

3·1检出限不同表示方式及其测量326

3·2背景（或空白）噪声来源及分布特性329

3·3信背比与分析过程基本参数的关系329

3·4元素检出限与元素周期律关系331

4．发射光谱法精密度及其影响因素333

4·1精密度各种表示方式及标准偏差的测量333

4·2精密度与分析过程基本参数和分析物浓度的关系334

5．改善发射光谱分析检出限和精密度的途径336

6．痕量分析沾污问题及其消除方法337

6·1痕量分析的一般概念和空白干扰337

6·2痕量分析实验室的要求338

6·3痕量分析用容器材科的选择和清洗339

6·4痕量分析用试剂的纯化341

主要参考资料344

第十三章分离富集－发射光谱分析技术345

1．概述345

1·1分离富集技术在现代发射光谱分析中的地位和作用345

1·2发射光谱分析中分离富集技术的要求346

1·3分离富集－发射光谱分析技术分类346

2．载体蒸馏发射光谱分析法347

2·1载体蒸馏法一般原理347

2·2工作条件的选择349

2·3载体蒸馏法性能和应用352

2·4室电极和双电弧发射光谱法353

3．电弧浓缩和加罩电极发射光谱分析法354

3·1电弧浓缩法一般原理和工作条件选择355

3·2加罩电极法一般原理和工作条件选择355

3·3电弧浓缩法和加罩电极法的性能和应用358

4．蒸发法发射光谱分析358

4·1蒸发法一般原理358

4·2杂质蒸发和冷凝条件的选择359

4·3蒸发法性能和应用362

5．化学－光谱法及常用化学分离富集技术362

5·1化学光谱法一般原理362

5·2溶液直接蒸发法364

5·3基体挥发分离法364

5·4沉淀及共沉淀分离富集法365

5·5溶剂萃取分离富集法366

5·6离子交换分离法368

5·7反相萃取色谱分离法371

6．色谱－等离子体发射光谱法联用技术374

6·1色－光联用技术的特点和分类374

6·2气相色谱－等离子体发射光谱联用技术374

6·3液相色谱－等离子体发射光谱联用技术375

主要参考资料376

附录378