激光诱导荧光光谱学

激光诱导击穿光谱学手册

作者：DavidA．Cremers;刘克玲;

作者机构：;;

来源：国外科技新书评介

年：2014

卷：000

期：008

页码：P.11-11

页数：1

中图分类：O433

正文语种：CHI

关键词：激光诱导;光谱学;击穿;等离子体光谱;手册;LIBS;均匀物质;光谱测量摘要：上世纪60年代，激光的发现引发了许多新技术的出现，激光诱导击穿光谱测量术（LIBS）就是其中的一项，LIBS又称激光等离子体光谱（uPS），或激光火花光谱（LSS）。LIBS利用几十至几百毫焦的脉冲在样品表面产生的等离子体，进行近程或远程的定性或定量元素成份分析，分析对象包括固体、气体、液体、泥浆、气溶胶、岩石、土壤或有毒物质（例如炭疽病毒等），样品无需前处理，可以是均匀物质也可以是非均匀物质。

激光诱导击穿光谱学手册

作者：DavidA．Cremers;刘克玲;

作者机构：;;

来源：国外科技新书评介

年：2014

卷：000

期：008

页码：P.11-11

页数：1

中图分类：O433

正文语种：CHI

关键词：激光诱导;光谱学;击穿;等离子体光谱;手册;LIBS;均匀物质;光谱测量摘要：上世纪60年代，激光的发现引发了许多新技术的出现，激光诱导击穿光谱测量术（LIBS）就是其中的一项，LIBS又称激光等离子体光谱（uPS），或激光火花光谱（LSS）。LIBS利用几十至几百毫焦的脉冲在样品表面产生的等离子体，进行近程或远程的定性或定量元素成份分析，分析对象包括固体、气体、液体、泥浆、气溶胶、岩石、土壤或有毒物质（例如炭疽病毒等），样品无需前处理，可以是均匀物质也可以是非均匀物质。

激光诱导击穿光谱仪

关于激光诱导击穿光谱仪 LIBS

激光诱导击穿光谱仪是光谱分析领域一种崭新的分析手段，其基本原理是使用高能量激光光源，在分析材料表面形成高强度激光光斑(等离子体)，使样品激发发光,这些光随后通过光谱系统和检测系统进行分析。这种技术对材料中的绝大部分无机元素非常敏感.。同时能分析低原子数元素例如：氢-钠的元素，这些元素用其他技术很难分析。. 很少的样品制备可以进行高通量的分析，从而极大地降低分析成本。对于所有可检出的元素同时测定的分析时间降至大约20秒，相对于其他分析技术有明显的优势。. Spectralaser的检出限：

注意：检出限根据基体和材料的不同会有较大差别。 1-30ppm 30-100ppm>100ppm Group Period 1 2 3 4 5 6 7

1 H 3 4 Li Be 11 12 Na Mg 19 20 37 38 Rb Sr 55 56 Cs Ba 87 88 Fr Ra

* **

5B13Al

21 22 23 242526272829303139 40 41 4243444546474849Y Zr Nb MoTcRuRhPdAgCdIn71 72 73 7475767778798081Lu

第五章 光谱学实验

实验29 发射光谱定性分析和定量分析

定性分析

一、实验目的

1.了解摄谱仪及映谱仪的一般构造及使用方法。 2.掌握光谱定性分析的一般原理和方法。 3.学会查阅谱线并判别元素。 二、基本原理

当物质被热能或电能激发到不稳定状态时，会辐射能量并产生发射光谱。被激发的分子产生带状光谱，被激发的原子或离子产生线状光谱，线状光谱是发射光谱分析的基础。

线光谱中的各条谱线是元素的原子或离子的外层电子在两个能级间跃迁时产生的。根据辐射的量子理论

?E?E2?E1?h? (29.1)

可以决定任何一条谱线的波长?：

??c? (29.2)

由于各种元素的原子结构不同，故其发射光谱的谱线波长也各不相同，根据各元素所具有的特征谱线，即可判别相应元素存在与否。 元素光谱的复杂性及谱线出现的形式决定于它的原子结构。

一个元素可以有很多条谱线，其中最容易激发的谱线称为该元素的“灵敏线”或“最后线”。决定试祥中某元素存在与否，不必去检查该元素所有的谱线，只需根据几条灵敏线的出现与否即可作出判断。因为灵敏

荧光光谱分析

一、实验目的

1、了解荧光光谱的基本原理；

2、熟悉荧光光谱仪的基本原理和操作规程； 3、了解荧光光谱的基本分析方法。 二、 荧光光谱原理

分子吸收辐射后,使其价电子处于不稳定的激发态，随后以光的形式辐射出能量、这称为“光致发光”。在二次发光的发射过程中，最常见的两种光致发光是分子荧光(fluorescence)和分子磷光(phosphorescence)。由测量分子荧光和磷光强度而建立起来的定量分析法称为分子荧光分析法和分子磷光分析法。在化学反应过程中，分子吸收反应释放出的化学能产生激发态物质，这种激发态物质发出的光辐射称为化学发光(chemiluminescence)。根据化学发光强度或发光总量来确定物质组分含量的分析方法称为化学发光分析法。化学发光分析、分子荧光分析和磷光分析统称为分子发光分析法。 2.1、荧光及磷光的产生原理

含有孤对电子n和π轨道的分子，吸收光能后产生π?π* 和n?π* 电子跃迁。在通常情况下，基态分子的电子自旋是配对的，净自旋S＝0，光谱项的多重性2S+1＝l，这种状态称为单重态。电子激发态的多重性也是2S+1。若有一个电子激发至高能轨道时，当S=0, 此时分子所处的状态就称为激发单重态；若—个电子

仪器分原子吸收光谱法

第六章 原子光谱法Atomic spectrometry

6.3.1 概述 6.3.2 基本原理 6.3.3 原子荧光光 度计 6.3.4 AFS的特点与 AFS的特点与 应用

第三节 原子荧光光谱法Atomic fluorescence spectrometry,AFS

13:49:57

仪器分原子吸收光谱法

6.3.1 概述辐射激发下依据原子发射的荧光强度来定量分析的方法。 1964年后发展起来，属发射光谱，但仪器与AAS相近。

1.特点(1) 检出限低，灵敏度高。 检出限低，灵敏度高。 Cd: Cd:10-12 g ·L-1; Zn:10-11 g ·L-1。 Zn: (2) 谱线简单，干扰小。 谱线简单，干扰小。 (3) 线性范围宽(可达 ~5个数量级)。 线性范围宽(可达3~ 个数量级 个数量级) (4) 多元素同时测定(产生的荧光向各方向发射)。 多元素同时测定(产生的荧光向各方向发射)

2.缺点 存在荧光猝灭效应，散射光干扰等问题。 存在荧光猝灭效应，散射光干扰等问题。13:49:57

仪器分原子吸收光谱法

6.3.2 基本原理1.原子荧光光谱的产生过程过程： 过程： 当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁

理解分子荧光分析的基本原理

理解激发光谱发射光谱 同步光谱 三维荧光光谱的含义 掌握分子荧光发射光谱的特性

了解荧光光谱仪器的组成及各部分作用

掌握影响荧光强度的内部结构因素和外部环境因素 了解光谱分析法的应用范围

第一章 分子荧光光谱分析

1概述

分子荧光光谱分析也叫荧光分光光度法，是当前普遍使用并有发展前途的一种光谱分析技术。物质的分子吸收了紫外和可见光后它的电子跃迁到激发态，然后以热能的形式将这一部分能量释放出来，本身回复到基态。。如果吸收辐射能后处于电子激发态的分子以发射辐射的方式释放这一部分能量，再发射的波长可以同分子所吸收的波长相同也可以不同，这个现象叫光致发光，最常见的光致发光现象是荧光和磷光。

当用一种波长的光照射某种物质时，这个物质会在极短的时间内发射出比照射波长更长的光，这种光称为荧光。对于荧光来说，当激发光停止照射后，发光过程几乎立即（10-9-10-6 S）停止;

当用一种波长的光照射某种物质时，这如果种物质在较长的时间内发射出比照射波长更长的光，这种光称为磷光。对于磷光来说，当激发光停止照射后，发光过程将持续一段时间（10-1-10 S）;

磷光和荧光的发光机理是不同的。

由于物质分子结构不同，所吸收的光的波长和发射

实验二 分子荧光光谱法

[实验目的]

1、掌握荧光光度计的基本原理及使用。

2、了解荧光分光光度计的构造和各组成部分的作用；

3、掌握分子荧光光度计分析物质的特征荧光光谱：激发光谱、发射光谱的测定方法。

[实验原理]

1、激发光谱与发射光谱

具有不饱和基团的基态分子经光照后，价电子跃迁产生荧光，是当电子从第一激发单重态S1的最低振动能级回到基态S0各振动能级所产生的光辐射。

激发光谱：是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长（或频率）变化的曲线。横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。

荧光为光致发光，合适的激发光波长需根据激发光谱确定——激发光谱是在固定荧光波长下，测量荧光体的荧光强度随激发波长变化的光谱；获得方法：先把第二单色器的波长固定，使测定的?em不变，改变第一单色器波长，让不同波长的光照在荧光物质上，测定它的荧光强度，以I为纵坐标，?ex为横坐标所得图谱即荧光物质的激发光谱， 从曲线上找出?ex，实际上选波长较长的高波长峰。

发射光谱：是指发光

实验二 分子荧光光谱法

[实验目的]

1、掌握荧光光度计的基本原理及使用。

2、了解荧光分光光度计的构造和各组成部分的作用；

3、掌握分子荧光光度计分析物质的特征荧光光谱：激发光谱、发射光谱的测定方法。

[实验原理]

1、激发光谱与发射光谱

具有不饱和基团的基态分子经光照后，价电子跃迁产生荧光，是当电子从第一激发单重态S1的最低振动能级回到基态S0各振动能级所产生的光辐射。

激发光谱：是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长（或频率）变化的曲线。横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。

荧光为光致发光，合适的激发光波长需根据激发光谱确定——激发光谱是在固定荧光波长下，测量荧光体的荧光强度随激发波长变化的光谱；获得方法：先把第二单色器的波长固定，使测定的?em不变，改变第一单色器波长，让不同波长的光照在荧光物质上，测定它的荧光强度，以I为纵坐标，?ex为横坐标所得图谱即荧光物质的激发光谱， 从曲线上找出?ex，实际上选波长较长的高波长峰。

发射光谱：是指发光

X射线荧光光谱分析

X射线是一种电磁辐射，其波长介于紫外线和γ射线之间。它的波长没有一个严格的界限，一般来说是指波长为0.001-50nm的电磁辐射。对分析化学家来说，最感兴趣的波段是0.01-24nm，0.01nm左右是超铀元素的K系谱线，24nm则是最轻元素Li的K系谱线。1923年赫维西(Hevesy, G. Von)提出了应用X射线荧光光谱进行定量分析，但由于受到当时探测技术水平的限制，该法并未得到实际应用，直到20世纪40年代后期，随着X射线管、分光技术和半导体探测器技术的改进，X荧光分析才开始进入蓬勃发展的时期，成为一种极为重要的分析手段。

1.1 X射线荧光光谱分析的基本原理

当能量高于原子内层电子结合能的高能X射线与原子发生碰撞时，驱逐一个内层电子而出现一个空穴，使整个原子体系处于不稳定的激发态，激发态原子寿命约为10-12-10-14s，然后自发地由能量高的状态跃迁到能量低的状态。这个过程称为驰豫过程。驰豫过程既可以是非辐射跃迁，也可以是辐射跃迁。当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应，亦称次级光电效应或无辐射效应，所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是