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浅谈:光谱分析

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前言:

现时兄弟们对“光谱算法原理”大概比较着重,兄弟们都需要学习一些“光谱算法原理”的相关知识。那么小编同时在网上网罗了一些对于“光谱算法原理””的相关知识,希望小伙伴们能喜欢,看官们快快来学习一下吧!

一、光谱的概念

复合光借助于分光元件色散成单色光,按照波长顺序排列成一个谱带,称之为光谱。当物质以不同状态存在的时候,由于其内部结构和受激发的情况不同,产生三种不同类型的光谱。光谱的三种类型:

A、线光谱

B、带光谱

C、连续光谱

(1)线光谱---由于在高温下,物质蒸发出来,形成蒸汽云,物质中的原子和离子以气态的形式存在,这时原子间的相互作用力很小,它们接受能量以后,发射谱线完全由单个原子或离子的外层电子轨道能级所决定,它辐射出不连续的明亮线条叫线光谱。每种元素都有它本身特定波长的线光谱。

(2 )带光谱---由分 子受激发振动而产生的明亮光带和暗区组成的光谱叫带状光谱,由许多极细、极密的明亮线组合而成(明亮的光带和暗区组成)它又叫分子光谱。

(3 )连续光谱---由于灼烧的固体热辐射而产生的从短波到长波的连续光谱背景(用高分辨力的仪器也不可能将其分开)。

二、光谱分析的概念

由于每种原子都有自己的特征谱线,因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成,这种方法叫做光谱分析。做光谱分析时,可以利用发射光谱,也可以利用吸收光谱.这种方法的优点是非常灵敏而且迅速.某种元素在物质中的含量达10-10(10的负10次方)克,就可以从光谱中发现它的特征谱线,

因而能够把它检查出来,光谱分析在科学技术中有广泛的应用。

三、光谱分析的意义

应用光谱技术鉴别金属材料,在国际上已经有100多年的历史,在我国也已经有50年左右的历史。随着科学技术的进步,光谱技术逐步从只能定性的看谱镜发展到可做定量(半定量)分析的摄谱仪、光量计乃至目前可精确定量的直读光谱仪。理论不断向前推进,仪器水平的提高说明科研和工业生产中有着强大的应用背景。

近年来,大量新型的金属材料的研制成功以及在工业企业中的应用,就足以证明上述推论。因为金属材料在生产过程中,除了要控制主要添加元素外,还要控制大量杂质元素。

同样,各种重要的金属部件在使用前为避免用错材料,也要进行必要的材质检验。这些质量控制与检验都要求有一定的准确度、快速的分析方法和简单的制样过程等,而目前能满足上述要求而且比较成熟的检测技术就是光谱分析方法了。

四、光谱检测

将制备好的块状样品在火花光源的作用下与对电极之间发生放电,在高温和惰性气氛中产生等离子体。被测元素的原子被激发时,电子在原子内不同能级间跃迁,当由高能级向低能级跃迁时产生特征谱线,测量选定的分析元索和内标元素特征谱线的光谱强度。根据样品中被测元素谱线强度(或强度比)与浓度的关系,通过校准曲线计算被测元素的含量。

光谱检测就是根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量。

光谱检测其优点是灵敏,迅速。历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素,如铷,铯,氦等。根据分析原理光谱分析可分为发射光谱分析与吸收光

谱分析二种;

根据被测成分的形态可分为原子光谱分析与分子光谱分析。光谱检测的被测成分是原子的称为原子光谱,被测成分是分子的则称为分子光谱。

五、光谱检测设备

光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器,由棱镜或衍射光栅等构成,利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。

阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光),但若通过光谱仪将阳光分解,按波长排列,可见光只占光谱中很小的范围,其余都是肉眼无法分辨的光谱,如红外线、微波、紫外线、X射线等等。

通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影,或电脑化自动显示数值仪器显示和分析,从而测知物品中含有何种元素。这种技术被广泛地应用于空气污染、水污染、食品卫生、金属工业等的检测中。

光谱仪的工作原理: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。谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器。光谱仪又称分光仪,广泛为认知的为直读光谱仪。

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