固體光譜分析儀的工作原理如下:
由光源輻射的待測元素的特征光譜被樣品蒸汽中的待測元件的基態(tài)原子吸收,并且通過發(fā)射光譜被減弱的程度獲得樣品中待測元素含量。這符合蘭伯特-比爾定律。物理原理:任何元素的原子都是由原子核和圍繞原子核運動的電子組成的。原子核外的電子根據(jù)其能級分層,形成不同的能級。因此,原子核可以具有多個能級狀態(tài)。
能級狀態(tài)稱為基態(tài)能級(E0=0),剩余能級稱為激發(fā)態(tài)能級,能量激發(fā)態(tài)稱為激發(fā)狀態(tài)。在正常情況下,原子處于基態(tài),核外電子在其能量軌道上移動。
如果向基態(tài)原子提供一定量的外部能量,例如光能,當外部光能E的量正好等于基態(tài)原子與基態(tài)原子中較高能級之間的能級差E時,原子將吸收該特征波長的光,外部電子將從基態(tài)躍遷到相應的激發(fā)態(tài),從而產生原子吸收光譜。
電子躍遷到更高的能級后,它處于激發(fā)態(tài),但激發(fā)態(tài)電子是不穩(wěn)定的。大約10^-8秒后,激發(fā)態(tài)電子將返回基態(tài)或其他較低能級,并以光的形式釋放電子躍遷過程中吸收的能量。這個過程叫做原子發(fā)射光譜??梢钥闯觯游展庾V過程吸收輻射能,而原子發(fā)射光譜過程釋放輻射能。
光譜分析是從這些元素的特征光譜(定性分析)中識別這些元素的存在,并且這些譜線的強度與樣品中元素的含量有關。因此,這些譜線的強度可用于確定元素的含量(定量分析)。
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