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一、火焰光谱分析1

目录1

（一）原子吸收分析法AAS4

1．原理和特点4

2．发展简史9

（二）原子发射光谱分析法AES12

（三）原子荧光光谱分析法AFS13

二、单位16

三、灵敏度、检测极限、精密度、准确度18

（一）灵敏度19

（二）检测极限20

（三）精密度23

（四）准确度23

四、光与光谱24

（一）原子结构和原子光谱32

1．经典量子论观点32

一、原子光谱和原子能级32

第一章 原子光谱原理32

2．氢原子光谱线系36

（二）原子能级和量子数41

1．能级和能级图41

2．量子数及其物理意义45

3．多重性52

二、矢量模型54

（一）选择定则58

三、光谱的规律性58

（二）泡利不相容原理59

（三）最低能量原理60

（四）洪特规则60

（五）光谱线系60

四、谱线超精细结构68

五、薛定谔方程69

六、能量的发射和吸收74

（一）原子激发和电离的基本机理74

2．碰撞激发75

1．热激发75

3．光致激发77

（二）原子在各能级的分布——玻尔兹曼分布律77

（三）光谱线的辐射强度79

1．吸收光量子80

2．自发辐射80

3．受激辐射81

七、谱线轮廓和变宽83

（一）自然宽度△νN85

（二）多卜勒展宽△νD87

（三）碰撞展宽△Vc90

（四）自吸展宽△νa95

（五）场致展宽△νF97

（六）超精细结构和同位素位移△νb97

八、谱线的场致分裂97

（一）塞曼效应97

1．正常塞曼效应98

3．倒塞曼效应99

2．反常塞曼效应99

（二）塞曼效应的量子论解释100

（三）帕邢－背克效应106

（四）斯塔克效应107

九、原子光谱分析中常见的分子光谱107

（一）分子光谱原理107

（二）原子吸收分析中常见分子光带108

第二章 原子吸收分析原理114

一、吸收线轮廓和吸收系数114

（一）吸收线和吸收线轮廓114

（二）吸收系数Ky115

二、积分吸收系数和原子浓度关系115

三、峰值吸收法118

（一）峰值吸收系数Kmax和积分吸收系数？K,dv的关系118

（二）沃尔什（Walsh）峰值吸收法原理，吸收公式121

（一）标准曲线法124

四、定量分析方法124

（二）标准加入法125

（三）内标法128

（四）原子吸收间接分析法129

五、工作曲线的形状和类型131

（一）光源和工作曲线关系131

（二）四种典型的工作曲线132

六、工作条件对A-c工作曲线的影响134

七、谱线轮廓对A-c工作曲线的影响136

（一）发射线半宽度与吸收线半宽度比△νem/△νab的比值对吸光度的影响136

1．共振发射线轮廓与展宽136

2．共振吸收线轮廓与展宽138

3．△νem/△νab对吸光度的影响142

（二）中心波长移位△γs对吸光度的影响142

八、谱线超精细结构对A-c工作曲线的影响144

九、沃尔什峰值吸收法的适用性和局限性145

1．气体放电的基本物理过程150

（一）空心阴极灯放电机理150

第三章 光源150

一、空心阴极灯HCL150

2．辉光放电152

3．空心阴极效应——空心阴极灯的放电机理156

（二）构造与作用157

3．工作电流和吸光度的关系157

1．阴极材料和形状159

2．窗口材料160

3．载气和压力161

4．供电164

（三）空心阴极灯的光谱特性165

1．工作电源和共振线辐射强度的关系165

2．共振线半宽度167

4．谱线干扰168

5．信噪比170

1．光强171

（四）空心阴极灯的质量鉴别光谱扫描171

2．背景172

3．稳定度172

4．噪声174

5．灵敏度174

1．预热与稳定度175

2．工作电流与寿命175

（五）灯的使用和维护175

6．寿命175

3．灯的去气处理176

（六）空心阴极灯改进177

1．多元素灯177

2．高强度灯178

3．窄谱线灯179

二、无极放电灯EDL180

三、其他光源183

（一）蒸气放电灯183

（二）连续光源——氘灯184

（三）激光光源185

第四章 火焰原子化187

引言187

一、喷雾器190

（一）雾滴直径d0192

（二）同心度193

（三）试液提取量195

（四）节流管作用196

二、雾化室197

三、燃烧器200

（一）预混合式火焰结构201

（二）行程速度和燃烧速度202

（三）燃烧器的类型204

四、火焰207

（一）火焰原子化的基本过程208

（二）火焰反应机理210

1．热解行为210

2．还原行为213

3．化合行为215

4．电离行为216

5．光谱的发射和吸收行为217

（三）火焰状态划分218

（四）火焰的某些特性220

1．温度220

2．成份221

4．原子浓度分布223

3．原子化度a225

5．常用火焰的吸收和发射特性225

（五）常用火焰的使用与安全228

1．空气－乙炔焰（A-A焰）228

2．氧化亚氮－乙炔焰（N-A焰）229

3．空气－氢焰（A-H焰）231

5．空气－煤气焰（A-C焰）232

6．氩－氧焰（Ar-H焰）232

4．空气－丙烷焰（A-P焰）232

第五章 无焰原子化235

引言235

一、高温石墨炉原理（HGA）238

（一）蒸发曲线和原子化曲线轮廓238

1．热解作用240

（二）反应机理240

2．还原作用241

3．碳化物形成242

二、峰值法和积分法242

三、高温石墨炉结构与作用HGA246

（一）石墨管和石墨棒247

（二）炉体253

（三）电源254

1．石墨管温度控制255

2．升温速度257

3．斜坡（Ramp）升温258

（一）定位260

四、工作条件选择260

（二）干燥温度和时间261

（三）灰化温度和时间262

（四）原子化温度和时间264

（五）净化266

（六）惰性气体保护266

（七）仪器参数选择267

1．波长267

2．缝宽268

3．光源及工作电流（功率）268

4．信号读出268

五、试样处理268

（一）实验室269

（二）器皿269

（三）溶剂269

（四）标准溶液配制270

（五）样品处理271

1．液体试样271

2．固体试样、悬浮液272

六、高温石墨炉的分析元素273

七、干扰和抑制276

（一）背景干扰276

3．分子的电子振动光谱带吸收277

2．宽带分子吸收277

4．石墨炉热辐射277

1．光散射277

（二）“记忆”效应279

（三）载气的影响280

（四）“灰化”损失280

（五）“基体”效应282

（六）有机试剂的燃烧282

（六）元素价态及化合物的变化283

八、低温原子化技术285

（一）方法原理285

1．发生器286

（二）装置原理286

2．吸收池288

（三）实用中的几个问题讨论288

1．测量方式288

2．光源289

3．元素价态稳定性289

4．管径293

5．通风293

引言294

第六章 原子吸收分光光度计294

一、吸收池的外光路系统296

（一）吸收池外光路结构296

（二）光学元件特性297

1．光的反射和折射297

2．聚光元件299

3．光阑、滤光片304

二、光波的干涉306

（一）单缝衍射312

三、光波的衍射312

（二）双缝衍射、多缝衍射315

四、衍射光栅318

（一）光栅分光原理——光栅公式319

（二）定向光栅322

（三）光栅的色散D325

（四）光栅的分辨本领R327

（五）光栅的强度分布和最宜工作波段329

五、光栅单色器331

（一）艾伯特装置332

1．垂直对称式（Fastie-Ebert式）332

2．水平对称式（Czerny-Turner式）332

（二）自准式装置（Littrow式）334

（三）单色器通带334

（四）正弦机构——光栅单色器的波长调节原理335

（五）中阶梯光栅单色器337

（一）（单道）单光束型340

六、几种常见的原子吸收分光光度计340

（二）（单道）双光束型341

（三）（双道）双光束型343

（四）几种常见的原子吸收分光光度计345

七、电源和信号检测系统350

（一）电源351

1．稳流灯电源351

（1）直流稳流灯电源351

（2）方波稳流灯电源354

2．负高压稳定电源355

3．稳压工作电源357

（二）信号检测系统357

1．光电倍增管和前置放大器357

（1）光电倍增管原理和特性357

①光电转换原理357

②量子效率Q（λ）358

③阴极灵敏度S、总灵敏度M358

④增益G360

⑤光谱特性曲线362

⑥暗电流364

⑦噪声364

⑧“疲劳”效应365

⑨光电倍增管标准电路365

（2）前置放大器366

2．信号分离解调放大器366

3．对数转换与对数放大器368

4．自动调零A/Z373

5．积分器374

6．标尺扩展和浓度直读374

7．曲线校直376

8．自动增益（AGC）和自动强度调节（AIC）377

9．模拟数字转换器（ADC）378

10．“峰值保持”379

11．微处理器——微型电子计算机380