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第一章 光谱学基础和光谱分析原理 1

1-1 概述 1

1-2 原子结构和原子能级 2

一、原子结构和原子谱线 2

二、原子的能级 4

1-3 原子光谱 5

一、原子发射光谱 6

二、原子吸收光谱 7

三、原子荧光光谱 7

四、原子光谱的谱线强度 8

五、原子光谱线的轮廓和宽度 9

1-4 分子运动和分子光谱 13

一、分子结构和分子的能级 13

二、分子转动光谱 14

三、分子的纯振动光谱 16

四、分子的振动-转动光谱 17

五、分子的电子光谱 18

六、喇曼（Raman）散射光谱 19

七、分子荧光光谱 20

1-5 激光光谱学基础 20

一、线性激光光谱学 21

二、非线性激光光谱学 22

1-6 光谱分析原理 23

一、发射光谱分析 23

二、吸收光谱分析 25

第二章 光谱仪器的基本原理和发展 27

2-1 光谱仪器的基本组成和分类 27

一、光谱仪器的基本组成 27

二、光谱仪器的分类 29

2-2 光谱仪器的基本特性 30

2-3 光谱仪器的仪器函数 33

一、仪器函数的概念 33

二、影响仪器函数的几个主要因素 37

2-4 光谱仪器的发展 41

第三章 光谱棱镜 45

3-1 最小偏向角条件 45

3-2 光谱棱镜的基本特性及其几何尺寸、材料的关系 47

一、棱镜的角色散率 47

二、棱镜的分辨率 48

三、光束通过棱镜的光能损失 50

四、棱镜的材料 51

3-3 光谱线的弯曲——棱镜非主截面的色散 54

3-4 棱镜组的角色散 55

一、棱镜的横向放大率 55

二、棱镜组的角色散率 55

3-5 常用棱镜和棱镜组的类型 56

一、简单三棱镜 56

二、恒偏向棱镜系统 57

三、阿米西（Amici）直视棱镜 58

四、多棱镜色散系统 58

第四章 衍射光栅 59

4-1 平面衍射光栅 59

一、光栅的基本特性和几何参数的关系 59

二、平面定向光栅（小阶梯光栅） 62

三、光栅的效率（Efficiency）和异常（Anomaly） 64

四、谱线的弯曲 66

五、光栅的制造和检验 68

4-2 凹面衍射光栅 78

一、光程表示式和衍射极大值条件 78

二、聚焦条件 81

三、凹面光栅的象差 83

四、凹面光栅光谱的基本特性 86

五、新型凹面光栅 89

4-3 红外光栅和中阶梯光栅 95

一、红外光栅（Echelette grating） 95

二、中阶梯光栅（Echelle grating） 96

第五章 光谱仪器的光学系统 98

5-1 光谱仪器光学系统的三级象差 98

5-2 准直、成象系统的象差和校正的要求 100

一、准直系统的象差 100

二、成象系统的象差 102

三、象差校正的要求 104

5-3 反射式准直和成象系统 106

一、反射镜的象差 106

二、两种“等效”的装置类型 107

三、二次衍射的避免 108

5-4 常用平面光栅装置类型 109

一、艾伯特-法斯梯（Ebert-Fastie）装置类型 109

二、切尔尼-特纳（Czerny-Turner）装置类型 114

三、李特洛（Littrow）装置类型 118

四、夏帕-格兰茨（Chupp-Grantz）装置类型 120

5-5 凹面光栅装置类型 121

一、帕邢-琅支（Paschen-Runge）装置类型 122

二、伊格尔（Eagle）装置类型 123

三、掠入射装置类型 124

四、瓦茨沃斯（Wadsworth）装置类型 125

五、濑谷-波冈（Seya-Namioka）装置类型 125

第六章 摄谱仪 128

6-1 棱镜摄谱仪的光学系统及其特性 128

一、棱镜摄谱仪的光学系统 128

二、棱镜摄谱仪的光谱学特性 129

6-2 光栅摄谱仪的光学系统及其特性 132

一、光栅摄谱仪的光学系统 132

二、光栅摄谱仪的光谱学特性 135

6-3 摄谱仪的照明系统 138

第七章 光电直读光谱仪 141

7-1 光电直读光谱仪的特点和类型 141

一、光电直读光谱仪的特点 141

二、光电直读光谱仪的类型 142

7-2 光电直读光谱仪的光学系统 143

一、对光电直读光谱仪光学系统的要求 143

二、光电直读光谱仪的光学系统 144

7-3 光电直读光谱仪的检测系统 145

一、光电直读光度测定原理 145

二、对光电直读光谱仪检测系统的要求 146

7-4 谱线的位移及校正 147

一、谱线位移产生的原因 147

二、谱线位移的校正 148

7-5 典型的光电直读光谱仪 149

第八章 单色仪 153

8-1 单色仪的基本特性 153

一、出射光束的光谱宽度△λ 153

二、出射光束的辐射通量 156

三、出射光束中的能量分布 158

8-2 单色仪的基本类型和性能指标 159

一、棱镜单色仪 159

二、光栅单色仪 161

三、单色仪的基本性能指标 163

8-3 双联和三联单色仪 164

一、双联和三联单色仪的光学系统 164

二、双联单色仪的光谱特性 165

三、双联单色仪的设计问题 167

第九章 分光光度计 169

9-1 分光光度计的工作原理 169

一、单光束分光光度计的工作原理 176

二、双光束分光光度计的工作原理 178

9-2 分光光度计的基本结构 182

一、分光光度计的光学系统 182

二、分光光度计的机械系统 184

三、分光光度计的电子系统 185

四、其他类型分光光度计的基本结构 187

9-3 分光光度计的基本性能指标 191

一、分辨率 191

二、波长（波数）精度及波长（波数）重现性 192

三、光度精度和光度重现性 193

四、光度线性及其检验 194

五、杂散光 195

六、100％透射率线的平直性 196

七、信噪比 196

第十章 其他类型光谱仪器 197

10-1 法布里-珀罗光谱仪 197

一、法布里-珀罗标准具的光学原理 197

二、法布里-珀罗标准具的光谱特性 199

三、法布里-珀罗光谱仪 203

10-2 傅里叶变换光谱仪 205

一、傅里叶变换光谱仪的基本原理 205

二、傅里叶变换光谱仪的基本特性 207

三、傅里叶变换红外分光光度计 212

10-3 激光光谱仪 220

一、激光喇曼光谱仪 220

二、激光光声光谱仪 222

三、激光微区光谱分析仪 225

第十一章 微型计算机在光谱仪器中的应用 228

11-1 微型计算机在光谱仪器中的应用 228

一、微型计算机的结构和特点 228

二、微型计算机在光谱仪器中的应用 230

11-2 微型计算机对仪器的控制 231

一、自动扫描和光谱数据采集 231

二、其它控制功能 235

11-3 光谱数据的运算、处理和显示 236

一、光谱数据的运算 236

二、光谱数据的后继处理 239

三、光谱数据的显示和记录 246

四、光谱的存储和检索 247

第十二章 光谱仪器设计概论 248

12-1 光谱仪器设计的基本原则和步骤 248

一、光谱仪器设计的基本原则 248

二、光谱仪器的设计步骤 250

12-2 光谱仪器总体设计方案的确定 255

12-3 光谱仪器光学系统的设计 257

一、光谱仪器光学系统的特点 258

二、光谱仪器光学系统设计的若干问题 258

12-4 光谱仪器典型机械结构的设计 262

一、光谱狭缝机构 263

二、色散棱镜转台和光栅转台机构 265

三、波长（波数）扫描机构 266

四、光束调制器（斩光器） 270

12-5 光谱仪器电学系统设计基本知识 271

一、光谱仪器电学系统的任务和设计要求 271

二、光谱仪器的典型电学系统 273

三、光谱信号的检测 274

12-6 光谱仪器的精度和误差分析 280

一、平面光栅单色仪的波长精度 280

二、激光喇曼光谱仪波数扫描机构的精度分析 281

三、分光光度计的仪器误差与光度测定精度 282

参考文献 285