一、火焰光谱分析 1
目录 1
（一）原子吸收分析法AAS 4
1．原理和特点 4
2．发展简史 9
（二）原子发射光谱分析法AES 12
（三）原子荧光光谱分析法AFS 13
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△νN 85
（二）多卜勒展宽△νD 87
（三）碰撞展宽△Vc 90
（四）自吸展宽△νa 95
（五）场致展宽△νF 97
（六）超精细结构和同位素位移△νb 97
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Ky 115
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HCL 150
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EDL 180
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d0 192
（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a 225
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HGA 246
（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D 325
（四）光栅的分辨本领R 327
（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M 358
④增益G 360
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/Z 373
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