现代实验仪器的应用PDF电子书下载

（一）绪论 2

1．原子发射光谱分析的基本原理 2

日录 2

第一篇 原子光谱分析仪器 2

一．发射光谱分析仪器及其应用 2

2．发射光谱分析方法的特点 3

1．光源 4

（二）发射光谱分析的主要仪器设备 4

2．光谱仪 9

1．定性分析 12

（三）发射光谱定性分析和定量分析 12

2．定量分析 13

3．半定量分析 15

1．在地质和矿产部门的应用 16

（四）发射光谱分析方法的应用 16

2．在冶金和机械工业方面的应用 17

3．在化学工业、石油工业和轻工业中的应用 18

4．在农业方面的应用 19

（一）绪论 21

二．激光显微发射光谱分析仪器及其应用 21

5．在其它方面的应用 21

1．结构 22

（二）激光显微光谱分析仪 22

2．工作类型 24

3．显微瞄准系统的结构及功能 25

5．摄谱仪的选用 26

4．控制电源 26

1．在剖析仪器设备方面的应用 27

（三）激光显微光谱分析的应用 27

6．国内外仪器概况 27

2．在地质研究工作中的应用 28

3．在金属材料方面的应用 29

4．在考古方面的应用 30

5．在刑事侦破方面的应用 31

8．在医药、食品工业方面的应用 32

7．在光学材料方面的应用 32

6．在电子材料方面的应用 32

（一）绪言 33

三．原子吸收光谱分析仪器及其应用 33

1．原子吸收光谱仪的构造 34

（二）原子吸收光谱仪的仪器系统 34

2．光源 35

3．光学系统 36

4．原子化系统 37

5．检出测量系统 41

1．在环境分析中的应用 42

（三）原子吸收光谱法的应用 42

2．在食品、卫生和生物材料分析中的应用 44

4．在冶金分析和其它工业产品分析中的应用 48

3．在岩矿和土壤分析中的应用 48

（四）原子吸收光谱仪一览表 53

第二篇 分子光谱分析仪器 55

（二）紫外－可见分光光度法的测定依据 56

（一）引言 56

—．紫外－可见分光光度计 56

1．分子的电子、振动、转动光谱 57

2．定量依据——比耳定律 59

3．影响比耳定律的一些因素 60

4．分光光度法的符号和术语 63

2．单色器 64

1．光源 64

（三）紫外－可见分光光度计的结构 64

4．检测器 65

3．样品室 65

1．单光束分光光度计 66

（四）单光束、双光束、双波长分光光度计的特点 66

5．放大线路 66

6．结果显示 66

2．双光束分光光度计 67

3．双波长／双光束分光光度计 68

（五）紫外－可见分光光度计的进展 69

1．定性分析 70

（六）紫外－可见分光光度分析方法和应用 70

2．用标准曲线法和浓度直读法进行定量分析 71

3．用多组分分析法对各组分定量 72

5．用光谱光度滴定法滴定终点 73

4．用差示光度法测定高浓度样品 73

7．用差光谱测定生物大分子在溶液状态下的构象 74

6．借助于动力学测定了解反应情况 74

8．用双波长法测定混浊样品 75

9．用导数光谱法提高定性分析的分辨率和定量分析的灵敏度 77

1．荧光仪器 78

（一）荧光测量技术的发展概况 78

二、荧光分光光度计 78

2．荧光分析测量技术 79

1．荧光和磷光的产生过程 80

（二）荧光分光光度计的工作原理及其主要技术指标 80

3．磷光分析测量技术 80

2．荧光分光光度计的工作原理 81

3．荧光分光光度计的技术指标及其意义 82

1．荧光定性分析 85

（三）荧光分光光度计的应用 85

2．荧光定量分析 88

3．测量荧光量子效率 89

5．测量荧光偏振度 90

4．测量磷光特性 90

6．应用薄层附件做荧光定性和定量分析 91

9．测量光电接收器件的光谱特性 92

8．测量样品的吸收和透射特性 92

7．测量样品表面的荧光特性 92

11．测量三维荧光光谱 93

10．测量光源光谱特性 93

1．红外吸收光谱的发展 95

（一）概述 95

（四）目前荧光分光光度计的产销情况 95

三、红外分光光度计 95

2．红外吸收光谱的特点 96

1．分子吸收光谱简介 97

（二）红外吸收光谱的基本概念 97

3．红外光谱区的划分 97

2．振动光谱简介 98

（三）红外光谱仪 100

3．分子振动的种类 100

1．定性分析的依据 101

（四）红外光谱定性分析 101

2．红外光谱区的特点 102

4．红外光谱分析实例 103

3．谱图解析的要点 103

1．在有机分析方面的应用 105

（六）红外光谱的应用 105

5．标准红外图谱集 105

（五）红外光谱定量分析 105

1．定量分析基础 105

2．定量分析的特点 105

3．定量分析的几种常用方法 105

2．在无机分析方面的应用 106

3．在半导体上的应用 107

4．红外光谱可研究络合物 108

5．在高分子上的应用 109

（一）激光拉曼光谱的发展 110

四．激光拉曼光谱仪 110

6．红外光谱研究吸附催化反应 110

3．拉曼光谱的产生 112

2．拉曼效应 112

（二）激光拉曼光谱的基本原理 112

1．激光器 112

1．激光拉曼光谱仪的构造 113

（三）激光拉曼光谱仪 113

（四）激光拉曼光谱的特点 115

2．仪器的主要技术性能指标 115

1．无机化合物分析 117

（五）激光拉曼光谱的应用 117

2．有机化合物分析 118

4．表面吸附研究 120

3．单晶的拉曼光谱研究 120

1．共振拉曼光谱 121

（六）激光拉曼光谱的新发展 121

5．高聚物拉曼光谱的应用 121

2．时间分辨拉曼光谱TR2S 122

（一）核磁共振的基本原理 124

一．核磁共振 124

第三篇 波谱分析仪器 124

1．化学位移—核的屏蔽 127

（二）核磁共振的几个主要参数 127

2．偶合常数 129

1．脉冲付里叶变换谱仪（PFT—NMR谱仪） 131

（1）横向弛豫（2）纵向弛豫（三）PFT—NMR谱仪与NMR实验室 131

（1）直接相互作用（2）间接相互作用3．峰的积分值 131

4．弛豫时间 131

3．pFT—NMR谱仪的主要技术指标 134

2．目前各国生产的NMR仪的概况 134

（1）稳定性（2）分辨率（3）灵敏度（4）其它技术指标（四）核磁共振的应用 136

二．顺磁共振 153

1．顺磁共振现象 154

（一）顺磁共振的基本原理 154

2．g因子 156

3．顺磁共振波谱的超精细结构 157

4．弛豫和线宽 159

1．与EPR仪器有关的微波器件 160

（二）顺磁共振波谱仪 160

2．顺磁共振波谱仪的基本结构 162

3．顺磁共振波谱仪的主要指标 163

5．国内外仪器的概况 164

4．仪器的主要附件 164

1．仪器条件的选择 165

（三）顺磁共振波谱测量的基本知识 165

3．波谱参数的测量方法 166

2．样品和样品管 166

1．电子结构理论 169

（四）顺磁共振波谱的主要应用 169

2．化学化工 170

3．生命科学 171

4．自旋标记技术 173

5．自旋捕集技术 175

6．其它 176

（二）几种主要方法的比较 177

（一）引言 177

第四篇 表面分析仪器 177

一．现代表面与微区分析 177

（一）引言 179

二．俄歇电子能谱 179

（三）展望 179

（二）原理 180

（三）仪器 182

1．电子光学系统 183

2．电子能量分析器 184

4．样品安置系统 185

3．探测和显示系统 185

7．小型电子计算机系统 186

6．超高真空系统 186

5．离子枪 186

1．定性分析 187

（四）应用 187

2．微区分析 188

4．深度剖面分析 189

3．状态分析 189

1．地质、矿物 190

（五）实例 190

5．界面分析 190

6．定量分析 190

3．吸附、催化 191

2．表面污染 191

4．粘接 192

6．氧化、腐蚀 193

5．摩擦、磨损与润滑 193

7．偏聚 194

8．扩散 195

9．断裂 196

11．半导体绝缘物 197

10．玻璃、陶瓷 197

12．其它 198

2．电子结合能 199

1．原子的电子结构与命名 199

三．X—光电子能谱 199

（一）原理 199

4．信息深度 200

3．化学位移 200

2．进样系统 201

1．真空系统 201

5．定量分析 201

（二）仪器 201

5．分析器 202

4．X－射线源 202

3．制备室和分析室 202

（三）应用 203

9．商品仪器 203

6．探测器 203

7．刻蚀离子枪 203

8．数据系统 203

1．电子工业 204

2．化学、化工 205

3．能源 206

4．冶金 207

5．高聚物 208

6．生物、医学和环境 210

7．其它 211

（一）序言 212

四．二次离子质谱 212

1．溅射 213

（二）原理 213

2．二次离子发射 214

1．仪器分类 215

（三）二次离子质谱仪 215

3．定量分析 215

2．仪器的主要组成部分 217

（四）二次离子质谱的应用 218

3．商品仪器 218

1．在冶金工业方面的应用 219

2．在电子工业方面的应用 222

3．在化学化工方面的应用 225

4．在地质方面的应用 227

5．在生物方面的应用 228

（二）原理 229

（一）引言 229

6．在其它方面的应用 229

五．低能离子散射谱 229

3．分析器 230

2．离子源 230

（三）仪器 230

1．真空 230

2．合金研究 231

1．吸附研究 231

（四）一些应用实例 231

3．半导体材料分析 232

6．复合材料 233

5．阴极研究 233

4．表面分凝 233

1．质谱仪——研究物质成分的重要仪器 234

（一）绪论 234

第五篇 质谱分析仪器 234

一．质谱仪器概要 234

2．我国质谱学发展简介 235

1．基本结构 236

（二）质谱仪器的基本结构和工作原理 236

2．质谱分析原理 237

3．进样系统 238

4．离子源 240

5．离子探测器 241

6．数据测量系统 244

（三）几种主要类型的质谱计 245

7．真空系统 245

1．尼尔型质谱计 246

4．超高灵敏度质谱计 247

3．双方向聚焦磁质谱计 247

2．马陶赫—赫佐格双聚焦质谱仪 247

6．飞行时间质谱计 248

5．四极质谱计 248

7．超高分辨质谱仪 249

8．二次离子探针质谱计SIMS 250

9．傅立叶变换—离子回旋共振质谱计（FT-MS） 251

10．多级质谱计（MS/MS） 252

2．分辨本领 253

1．质量范围 253

（四）质谱仪器的主要性能指标 253

3．灵敏度 254

1．国产同位素质谱计简介 255

（一）同位素质谱计 255

4．稳定度 255

二、同位素质谱计及其应用 255

2．国外同位素质谱计概况 256

2固体同位素质谱分析 259

1．气体同位素质谱分析 259

（二）同位素质谱分析 259

1．在原子能事业方面的应用 260

（三）同位素质谱分析的应用 260

2．在核物理研究方面的应用 262

（1）原子质量的精确测定（2）测定原子核的结合能（3）测定放射性同位素的半衰期（4）同位素丰度和原子量的精确测定（5）发现天然核反应堆（6）在高能核物理研究中的应用3．在地质年代学方面中的应用 264

4．在地球化学研究工作中的应用 266

6．在临床医学方面的应用 268

5在环境科学中的应用 268

8．在农业增产方面的应用 270

7．在生物学和化学研究工作中的应用 270

引言 272

三、无机质谱的仪器和应用 272

1．仪器工作原理 273

（一）火花源质谱仪器 273

（3）分析绝缘粉末样品中杂质 276

（2）在玻璃陶瓷工业上的应用 276

2．火花源质谱仪的应用 276

（1）半导体材料和高纯金属的分析 276

（4）矿石中痕量稀土和非稀土元素的测定 279

（5）环保分析 280

（8）有机物中痕量元素分析 281

（7）低熔点金属的分析 281

（6）核反应材料的分析 281

（10）金属和半导体材科中气体杂质的测定 282

（9）表面和薄层分析方面的应用 282

1．工作原理和特点 283

（二）气体分析质谱仪器 283

（11）同位素丰度测定 283

（12）纯气体中痕量气体杂质的测定 283

（13）热力学研究上的应用 283

（1）高纯气体中痕量杂质分析 284

2．应用 284

1．质谱研究化学热力学的工作原理及其应用 285

（三）应用于理论研究方面的质谱仪 285

（2）混合气体的质谱分析 285

（3）质谱分析无机氢化物 285

2．质谱研究化学动力学的工作原理及其应用 286

1．离子探针的工作原理 287

（四）表面分析的质谱仪器—离子探针 287

3．研究化合物相图和无机结构的质谱仪器 287

2．定量分析 288

（2）分析法 289

（1）标样法 289

（1）在半体材料方面的应用 290

4．应用情况 290

（3）深度分析 290

（2）在金属材料方面的应用 291

1．激光探针 292

（五）激光探针和原子探针 292

（3）在地质矿物方面的应用 292

（4）在生物样品方面的应用情况 292

（5）在陶瓷工业上的应用 292

2．原子探针 294

（六）液体分析的质谱仪器——等离子体质谱仪器 295

（一）引言 297

四、有机质谱仪器及应用 297

（1）进样器 299

（二）有机质谱仪器 299

（2）离子源 300

（4）电子计算机和有机质谱计联用 302

（3）色谱—质谱联用 302

（5）商品仪器的性能比较和购置 304

（1）质谱的表现形式 305

（三）质谱解析 305

（3）由质谱推断分子结构 306

（2）离子的种类 306

（4）质谱解析的一般步骤 308

（四）质谱法和其他技术的配合 309

1．在有机化学工业及研究中的应用 310

（五）有机质谱的应用 310

2．在石油工业中的应用 313

3．在环境保护科学中的应用 314

4．在食品和香料方面的应用 315

5．在生物化学和医药学中的应用 317

6．在法医化学和毒物化学中的应用 318

（一）简历 320

一、绪论 320

第六篇 X射线分析仪器 320

2．新型探测器 321

1．高强度X射线源 321

（二）发展的现状和展望 321

1．X射线的产生 322

（一）什么是X射线 322

3．计算机化 322

二、基本原理 322

3．特征X射线谱 323

2连续X射线谱 323

1．X射线的吸收和散射 324

（二）X射线的性质 324

2．X射线的衍射 325

（三）仪器的基本构造 326

2．探测器 327

1．X射线发生器 327

1．照相法 329

（一）多晶（粉末）分析 329

3．计算机的应用 329

三、X射线衍射分析 329

2．衍射仪法 332

1．单晶照相法 336

（二）单晶分析 336

1．概述 337

（三）X射线衍射分析的应用 337

2．单晶衍射仪法 337

2．X射线物相定性分析 338

4．混合物的物相定量分析 339

3．物相的自动检索 339

5．精确测定晶胞参数 341

6．X射线应力测定 343

7．多晶材料晶体取向的测定 344

8．X射线衍射分析在石油化工中的应用 345

1．电子衍射 346

2．中子衍射 347

（五）国内外衍射仪器一览表 347

（一）荧光光谱议 348

1．概述 348

四、X射线荧光光谱分析 348

2．激发源 350

3．分光计和分光晶体 351

4．探测器 352

5．计算机的应用 352

1．激发源 354

（二）能量色散X射线光谱议 354

2．能量选择分析法 356

1．在冶金分析中的应用 357

（三）X射线荧光分析的应用和样品制备 357

3．仪器 357

2．岩石和矿物分析 359

4．在稀土元素分析中的应用 360

3．在水泥工业中的应用 360

5．薄膜和镀层分析 361

1．波长色散仪器 362

（四）国外仪器一览表 362

6．在环保分析中的应用 362

2．能量色散仪器 363

1．图象仪的发展背景 365

2．图象仪的发展过程 365

（一）图象仪的发展 365

第七篇 图象分析仪器 365

前言 365

一、图象仪的发展过程 365

二、图象分析仪的主要结构及运行原理 366

（一）图象仪的外部结构 366

（二）图象仪的分类 366

2．扫描器 367

1．图象源 367

（二）图象仪的基本运行原理 367

3．预处理 369

5．人机对话 371

4．检测 371

6．测量 373

三、图象仪主要性能和指标 375

7．输出 375

四、应用 376

（一）大计量地统计测量 377

（二）对复杂图形测试、分析和处理 380

（四）为研制专用的图象处理机提供采样信息 381

五、小结 381

（三）和其他仪器联用，进行综合性分析 381

2．气相色谱的种类 384

3．气相色谱法的特点 384

1．什么叫“色谱”和“气相色谱” 384

第八篇 色谱分析仪器 384

一、气相色谱仪 384

（一）绪论 384

1．气相色谱仪方块图和流程图 385

（二）气相色谱谱仪 385

2．气相色谱仪的工作原理 386

3．气相色谱检测器 387

（1）热导检测器 387

（2）氢火焰离子化检测器 388

（3）电子捕获检测器 388

（三）气相色谱在各领域中的应用 389

1．气相色谱法在石油工业中的应用 389

4．国内外典型色谱仪 389

（4）火焰光度检测器 389

2．气相色谱法在环境科学中的应用 391

3．气相色谱法在医药卫生及生物化学中的应用 392

4．气相色谱法在化学工业中的应用 393

5．气相色谱法在食品卫生及食品工业中的应用 393

6．气相色谱法在冶金和金属热处理方面的应用 395

7．气相色谱法在微生物学中的应用 395

10．气相色谱法在其它方面的应用 396

9．气相色谱法在空间科学和原子能研究中的应用 396

8．气相色谱法在炸药分析中的应用 396

二、高效液相色谱仪 397

（一）概述（397） 398

（二）仪器的组成 398

（3）梯度淋洗装置 399

（4）进样装置 399

（2）高压输液泵 399

1．流动相流动系统 399

（1）储液瓶 399

（1）检测器的类型 400

（2）检测器的原理与结构 400

2．检测器 400

（3）离子交换色谱 402

（4）凝胶色谱（排组色谱） 402

（2）分配色谱（键合相色谱） 402

（三）应用 402

1．色谱柱的选择 402

（1）液－固色谱 402

2．分析与制备 403

（1）定性分析 403

3．应用领域 404

（1）医药方面 404

（3）制备 404

（2）定量分析 404

（2）生化方面 405

（3）天然产物中主要组份的分析 405

（8）高分子材料的分析 406

（9）化工方面 406

（7）石油工业 406

（4）食品分析 406

（5）环境分析 406

（6）农业分析 406

（一）绪论 407

1．薄层扫描仪 407

三、幕层扫描仪 407

2．薄层色谱法的操作步骤 407

3．色谱法的分类和比较 408

（1）分类，定义和基本概念 408

（2）各种色谱法的比较和讨论 410

（二）薄层色谱法 411

1．吸附剂和薄层板 411

2．样品溶液的制备和点样 411

3．展开剂和展开 412

4．显色 412

5．定量测定 413

（三）薄层扫描仪 414

1．历史 414

2．原理 414

3．日本岛津双波长薄层扫描仪CS-910 415

4．日本岛津高速薄层扫描仪CS-920 419

5．日本岛津双波长薄层扫描仪CS-930 419

7．美国SchoeffelSD-3000-4薄层扫描仪 420

8．世界各国主要的薄层扫描仪性能比较 420

6．瑞士CAMAG薄层扫描仪Ⅱ型 420

（四）高效薄层色谱法 421

（2）药品的质量控制和杂质检查 422

（3）化学反应进程的控制、反应副产物的检查以及中间体的分析 422

（4）柱色谱法分离条件的探索 422

（1）定性鉴别 422

（五）薄层色谱法的应用 422

1．薄层色谱法是化学的一种分离和分析方法 422

2．薄层色谱法在各个学科中的应用 423

（1）食品和营养 423

（2）药物和药物代谢 423

（6）定量分析 423

（5）精制和制备 423

（一）氨基酸分析仪 424

1．氨基酸分析仪的一般结构 424

四、氨基酸分析仪 424

（6）农药 424

（3）化学和化工 424

（4）医学和临床 424

（5）毒物分析和法医化学 424

（1）分离氨基酸和输送试液的有关装置 425

（7）记录仪 426

（8）制备系统 426

（6）进样器 426

（5）检测器 426

（2）恒温装置 426

（3）检测器 426

（4）控制系统 426

（5）样品注入系统 426

（6）记录系统 426

（7）数据处理系统 426

（8）冷却装置 426

2．各主要部件的功能和用途 426

（1）分析柱 426

（2）微量泵 426

（3）排气装置 426

（4）恒温装置 426

3．氨基酸自动分析仪的基本原理 427

（三）氨基酸分析仪的应用 428

（1）粗内径柱的氨基酸自动分析仪 428

（2）细内径柱的氨基酸自动分析仪 428

2．几种常见的和新型的氨基酸自动分析仪的特点和存在问题 428

（二）几种常见的和新型的氨基酸自动分析仪 428

1．几种常见的和新型的氨基酸自动分析仪的主要性能对比 428

1．农业方面 430

2．工业方面 430

5．其他 431

3．生物化学方面 431

4．医学方面 431

第九篇 离心机技术 433

一、离心技术概论 433

二、离心的原理 434

（四）电子衍射和中子衍射 436

三、离心设备 438

（一）实验室离心机 439

（二）离心转头 442

（三）离心管 447

（四）离心机的选购、安装和使用 447

（一）制备离心方法 448

四、离心方法 448

（二）分析离心方法 454

五、分析超速离心法 457

（一）仪器 457

（二）沉降系数测定 458

（三）分子量测定 462

（四）扩数系数和偏微比容测定 463

（五）浮力密度的测定 463

（10）无机分析 704