儀器分析-第2章光譜分析法導(dǎo)論

1、第二章 光譜分析法導(dǎo)論,電磁輻射的性質(zhì)光學(xué)分析法光譜分析儀器,,光分析法的基礎(chǔ)包括兩個(gè)方面： 能量作用于待測(cè)物質(zhì)后產(chǎn)生光輻射，該能量形式可以是光輻射或其他輻射能量形式； 光輻射作用于待測(cè)物質(zhì)后發(fā)生某種變化，可以是待測(cè)物質(zhì)物理化學(xué)特性的改變，也可以是光輻射光學(xué)特性的改變。,,任何光分析方法均包含三個(gè)主要過程：能源提供能量能量與被測(cè)物質(zhì)相互作用產(chǎn)生被檢測(cè)的信號(hào),光譜分析法和非光譜分析法,光譜分析法中，能量作用于待測(cè)物質(zhì)

2、后產(chǎn)生光輻射，光輻射作用于待測(cè)物質(zhì)后發(fā)生某種變化與待測(cè)物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，并且為波長或波數(shù)的函數(shù)，如光的吸收、發(fā)射，涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)躍遷。,光譜分析法和非光譜分析法,非光譜分析法表現(xiàn)為光作用于待測(cè)物質(zhì)后發(fā)生散射、折射、反射、干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象的發(fā)生只與待測(cè)物質(zhì)的物理性質(zhì)有關(guān)，不涉及能級(jí)躍遷。,電磁輻射的性質(zhì),電磁輻射的波動(dòng)性電磁輻射的微粒性電磁波譜電磁輻射與物質(zhì)的相互作用,電磁輻射的波動(dòng)性,電磁波是在空間傳播著的

3、交變電場(chǎng)和磁場(chǎng)，它具有一定的頻率、強(qiáng)度和速度，在真空中以光速傳播。,電磁輻射的波動(dòng)性,當(dāng)電磁波穿過物質(zhì)時(shí)，它可以和帶有電荷和磁矩的質(zhì)點(diǎn)作用，結(jié)果在電磁波和物質(zhì)之間產(chǎn)生能量交換，光譜分析法就是基于這種能量交換。,電磁輻射的波動(dòng)性,不同的電磁波具有不同的波長λ或頻率v 。在真空中，波長和頻率的關(guān)系為：λ v = c當(dāng)一定頻率的電磁波通過不同的介質(zhì)時(shí)，其頻率不變，而波長要發(fā)生改變。頻率是電磁波更基本的性質(zhì)。,電磁輻射的波動(dòng)性,波長的單位常

4、用 nm 或μm 表示1 m = 106μm = 109 nm = 1010Å頻率常用赫茲（Hz）表示,波長的倒數(shù)σ稱為波數(shù)，單位 cm-1，表示在真空中單位長度內(nèi)所具有的波的數(shù)目，即σ = 1/λ波長的單位用μm 時(shí)，波長與波數(shù)的關(guān)系為：σ = 104/λ,電磁輻射的波動(dòng)性,電磁波的微粒性,光的粒子性: 光的吸收、發(fā)射、光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和黑體輻射等 光的粒子性表現(xiàn)為光的能量

5、不是均勻連續(xù)分布在它傳播的空間，而是集中在光子的微粒上。,電磁波的微粒性,光子的能量 E 與光波的頻率 v 之間的關(guān)系式：E ＝ hv ＝ hc/λh = 6.626×10-34J·s,,電磁波譜,將電磁波按其波長（或頻率、或能量） 次序排列成譜，稱為電磁波譜。 各種電磁波的波長和頻率以及所具有的能量各不相同，而且產(chǎn)生的機(jī)理也不同。,,電磁波譜,吸收：由電磁輻射提供能量致使量子從低能級(jí)向高能級(jí)的

6、躍遷過程。 發(fā)射：由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷并發(fā)射電磁輻射的過程。 共振：由低能級(jí)吸收電磁輻射向高能級(jí)躍遷，再由高能級(jí)躍遷回低能級(jí)并發(fā)射相同頻率電磁輻射，同時(shí)存在弛豫現(xiàn)象的過程。,電磁輻射與物質(zhì)的相互作用,吸收 發(fā)射 散射 折射和反射 干涉 衍射,吸 收,當(dāng)頻率為 v 的電磁波通過一層固體、液體和氣體物質(zhì)，而電磁波的能量正好等于物質(zhì)的基態(tài)（E0）和某一激發(fā)態(tài)（EA）之

7、間的能量差時(shí)， h v = EA－ E0,吸 收,物質(zhì)就會(huì)吸收輻射，此時(shí)電磁輻射能被轉(zhuǎn)移到組成物質(zhì)的原子和分子上，物質(zhì)從較低能態(tài)激發(fā)到較高能態(tài)或激發(fā)態(tài)。 通過實(shí)驗(yàn)得到吸光度對(duì)波長或頻率的函數(shù)圖，即吸收光譜圖。,,,nm,,,原子吸收 分子吸收 磁場(chǎng)誘導(dǎo)吸收,吸 收,原子吸收,當(dāng)一束紫外或可見輻射通過氣態(tài)自由原子時(shí)，將只有少數(shù)幾個(gè)非常確定的頻率被吸收。這些粒子只具有少數(shù)幾個(gè)可能的能

8、態(tài)。激發(fā)作用是通過一個(gè)或幾個(gè)電子躍遷到較高能級(jí)實(shí)現(xiàn)的。,,如 Na 蒸汽589.30 nm589.60 nm3s→3p285 nm 3s→5p紫外和可見光區(qū)的能量足以引起外層電子或價(jià)電子的躍遷。,分子吸收,分子的總能量E分子可以用下式表示:E分子= E電子+ E振動(dòng) + E轉(zhuǎn)動(dòng) 若用ΔE電子、ΔE振動(dòng)和ΔE轉(zhuǎn)動(dòng)分別表示電子能級(jí)、振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)差ΔE電子＞ΔE振動(dòng)＞ΔE轉(zhuǎn)動(dòng),分子吸收,

9、分子光譜不像原子光譜，通常它是由一系列靠得很近的吸收帶組成，故呈帶狀光譜。 在凝聚態(tài)或有溶劑分子存在時(shí)，譜帶會(huì)趨向平滑，變寬。,磁場(chǎng)誘導(dǎo)吸收,當(dāng)將某些元素放入磁場(chǎng)中時(shí)，其電子和核受到強(qiáng)磁場(chǎng)的作用后，它們具有磁性質(zhì)的簡并能級(jí)將發(fā)生分裂，產(chǎn)生具有微小能量差的不同的量子化的能級(jí)。躍遷僅通過吸收低頻區(qū)的輻射來實(shí)現(xiàn)。,,,核磁共振波譜法（NMR）電子自旋共振波譜法（ESR）,發(fā) 射,發(fā)射躍遷：當(dāng)原子、分子和離子等處于較高能態(tài)時(shí)，可

10、以以光子形式釋放多余的能量回到較低能態(tài)，產(chǎn)生電磁輻射。對(duì)應(yīng)的頻率和波長處于紫外-可見光區(qū)。,發(fā) 射,受激粒子：處于非基態(tài)的分子、原子和離子 當(dāng)受激粒子弛豫回到低能級(jí)或基態(tài)時(shí)，常常以光子形式釋放多余的能量，產(chǎn)生電磁輻射。 激發(fā)：要產(chǎn)生發(fā)射躍遷必須使分子、原子和離子處于激發(fā)態(tài)，這一過程叫做激發(fā)。,發(fā) 射,通過以下途徑實(shí)現(xiàn)激發(fā)：用電子或其它基本粒子轟擊，可以發(fā)射 X 射線;使暴露在高壓交流火花之中，或

11、電弧、火焰、熱爐子之中，可以產(chǎn)生紫外線、可見光或紅外輻射 用電磁輻射照射，可以產(chǎn)生熒光、磷光； 放熱的化學(xué)反應(yīng)可以產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。,發(fā) 射,原子發(fā)射分子發(fā)射,原子發(fā)射,當(dāng)氣態(tài)自由原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)，將發(fā)射電磁波而回到基態(tài)，所發(fā)射的電磁波處于紫外和可見光區(qū)。通常采用電、熱或激光的形式使試樣原子化并激發(fā)原子。特定原子只發(fā)射少數(shù)幾個(gè)具有特征頻率的電磁波。,分子發(fā)射,光激發(fā)或化學(xué)能激發(fā)。發(fā)射光譜的電磁輻射基本上處在紫外、可

12、見和紅外光區(qū)。,分子發(fā)射,熒光光譜法磷光光譜法化學(xué)發(fā)光法 表觀上分子發(fā)射表現(xiàn)為對(duì)特定波長段的電磁輻射的發(fā)射，光譜上表現(xiàn)為連續(xù)光譜。,分子發(fā)射,吸收輻射而被激發(fā)的原子和分子處在高能態(tài)的壽命很短，它們一般要通過不同的弛豫過程返回到基態(tài) 非輻射弛豫 輻射弛豫,非輻射弛豫,以非發(fā)光的形式釋放能量的過程，此時(shí)激發(fā)態(tài)分子與其他分子發(fā)生碰撞而將部分激發(fā)能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能并釋放出少量的熱量。結(jié)果使體系的溫度有微

13、小的升高。 非輻射弛豫包括振動(dòng)弛豫、內(nèi)轉(zhuǎn)移、外轉(zhuǎn)移和系間竄越等。,輻射弛豫,以發(fā)光的形式釋放能量的過程，此時(shí)激發(fā)態(tài)分子通過振動(dòng)弛豫、內(nèi)轉(zhuǎn)移、外轉(zhuǎn)移和系間竄越等過程回到第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)或第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)，然后通過輻射躍遷回到基態(tài)，并發(fā)射熒光和磷光。,,,熒光和磷光弛豫,共振熒光是指發(fā)射輻射的頻率與用來激發(fā)的輻射頻率完全相同的過程。 一般來說，氣態(tài)原子因沒有振動(dòng)能級(jí)疊加在電子能級(jí)上，故主要產(chǎn)生共振熒光。,

14、,非共振熒光主要由氣態(tài)分子或溶液中的分子產(chǎn)生。被激發(fā)的分子躍遷到兩個(gè)電子激發(fā)態(tài)中的任何一個(gè)振動(dòng)能級(jí)。,,熒光和磷光弛豫,振動(dòng)激發(fā)態(tài)的壽命（大約在10-15s）比電子激發(fā)態(tài)的壽命（大約10-5s）要小很多。振動(dòng)弛豫發(fā)生在電子弛豫之前。造成在其后發(fā)射輻射的能量小于激發(fā)時(shí)吸收的能量，其差值等于相應(yīng)的振動(dòng)激發(fā)能。激發(fā)時(shí)吸收的能量等于（E2－E0 + e〃4－e〃0）， 再通過熒光輻射的能量等于（E2－E0）,用發(fā)射光譜表征由激發(fā)源發(fā)出的輻射，

15、它通常是以發(fā)射輻射的相對(duì)強(qiáng)度作為波長或頻率的函數(shù)。,發(fā) 射,發(fā) 射,線光譜是由一系列有確定峰位的銳線組成，它是激發(fā)單個(gè)氣態(tài)原子所產(chǎn)生的。（P34）帶光譜是由幾組線光譜組成，由于它們緊密排列，以至于儀器不能分辨它們。連續(xù)光譜則是由于背景增加而形成光譜的連續(xù)部分。,散 射,入射光的光子與試樣粒子碰撞時(shí)，會(huì)改變其傳播方向，這種現(xiàn)象稱為光的散射（丁澤爾散射、分子散射）。被照射試樣粒子的直徑等于或大于入射光的波長時(shí)，發(fā)生丁澤爾

16、散射，散射波長與入射光的波長一樣。,散 射,被照射試樣粒子的直徑短于入射光的波長時(shí)，發(fā)生分子散射（瑞利散射、拉曼散射）。,散 射,當(dāng)光子與分子相互作用時(shí)，若沒有能量交換，這種彈性碰撞稱為瑞利散射。當(dāng)光子與分子相互碰撞時(shí)，有能量的增加或損失，即產(chǎn)生了與入射光不同的波長的散射光，這種非彈性碰撞產(chǎn)生的散射，稱為拉曼散射。,散 射,散射光強(qiáng) I 與散射光頻率的四次方成正比I∝ v4∝ 1/λ4,折射和反射,光的折射現(xiàn)

17、象：由于光在兩種介質(zhì)中傳播速度不同引起的。電磁輻射在真空中的速度 c 與其在介質(zhì)中傳播速度υ 的比值定義為該介質(zhì)的折射率：n = c /υ,,,,當(dāng)光從介質(zhì) 1 進(jìn)入介質(zhì) 2 時(shí)，其入射角 i 與折射角 r 的正弦比稱為相對(duì)折射率 n2,1 sin i υ1 n2n2,1 = ——— = —— = —— sin r υ2 n1,,,

18、任何介質(zhì)對(duì)于真空中的折射率稱為絕對(duì)折射率。 介質(zhì)對(duì)于空氣的折射率，近似地等于它的絕對(duì)折射率。,,折射和反射,不同物質(zhì)的折射率不同。 不同波長的光對(duì)同一物質(zhì)的折射率也是不同的。,,太陽光譜,,,折射和反射,當(dāng)光線從介質(zhì) 1 射到介質(zhì) 2 的界面上，一部分在介質(zhì) 1 中改變其傳播方向（反射），另一部分在介質(zhì) 2 中改變其傳播方向（折射）。反射光和折射光的能量分配是由介質(zhì)的性質(zhì)和入射角的大小來決定的。,,對(duì)于垂直于界面的光束，

19、反射光部分可由下式計(jì)算：式中I0 是入射光的強(qiáng)度，Ir 是反射光的強(qiáng)度，n1 和n2 是兩種介質(zhì)的折射率。,,干 涉,頻率相同、振動(dòng)相同、相位相等或相差保持恒定的波源所發(fā)射的相干波互相疊加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生波的干涉現(xiàn)象。 通過干涉現(xiàn)象，可以得到明暗相間的條紋。,干 涉,兩列波相互加強(qiáng)時(shí)，可以得到明亮條紋； 相互抵消時(shí)，則得到暗條紋。 這些明暗條紋稱為干涉條紋。,,,干 涉,若兩波光程差為δ，波長為λ，則

20、當(dāng)光程差等于波長λ的整數(shù)倍時(shí)，兩波將相互加強(qiáng)到最大程度 即：δ = ±Kλ ( K = 0, 1, 2… ) 兩光波在焦點(diǎn)上將相互疊加形成明條紋。,干 涉,當(dāng)兩波的光程差等于半波長的奇數(shù)倍時(shí)，兩波將相互減弱到最大程度， 即：δ = ±( 2K +1 )λ/2 ( K = 0, 1, 2… ) 兩光波在焦點(diǎn)上將相互減弱形成暗條紋。,衍 射,光波繞過障礙物而彎曲地向

21、它后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象，稱為波的衍射現(xiàn)象。,,,,若以平行光束通過狹縫 AB，狹縫寬度為 a，入射角以φ角方向傳播，經(jīng)透鏡聚焦后會(huì)聚于P點(diǎn)（示意圖）,,衍 射,則 AP 與 BP 的光程差A(yù)C（Δ）為Δ= a sinφ P 點(diǎn)的明暗取決于光程差Δ。 對(duì)應(yīng)于某確定角度 φ，如果狹縫可以分成偶數(shù)波帶(λ/2 )，則在 P 點(diǎn)出現(xiàn)暗條紋；如果可以分成奇數(shù)波帶，則出現(xiàn)明條紋。,衍 射,a sinφ = 2Kλ/2

22、 ，K =±1, ±2, ±3 時(shí)，為暗條紋 a sinφ = ( 2K + 1 )λ/2，K =±1, ±2, ±3 時(shí)，為明條紋,二、物質(zhì)的能態(tài),原子、離子和分子有確定的能量，它們僅僅能存在于一定的不連續(xù)能態(tài)上。當(dāng)物質(zhì)改變其能態(tài)時(shí)，它吸收或發(fā)射的能量應(yīng)完全等于兩能級(jí)之間的能量差。 若原子、離子和分子吸收或發(fā)射輻射后，從一種能態(tài)躍遷到另一種能態(tài)時(shí)，輻射的波

23、長λ或頻率ν與兩能級(jí)之間的能量差有關(guān)：E1 - E0 = hν = hc/λ,二、物質(zhì)的能態(tài),對(duì)原子和離子來說，有電子圍繞帶正電荷核運(yùn)動(dòng)的電子能態(tài)。分子除電子能態(tài)外，還存在原子間相對(duì)位移引起的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能態(tài)，它們的能量都是量子化的。原子或分子的最低能態(tài)稱為基態(tài)，較高能態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。,,,光學(xué)分析法,非光譜法光譜法,非光譜法,折射法：基于測(cè)量物質(zhì)折射率的方法。旋光法：利用光學(xué)活性物質(zhì)的旋光性質(zhì)進(jìn)行定量測(cè)定或純度檢驗(yàn)。

24、比濁法：測(cè)量光線通過膠體溶液或懸浮液后的散射光強(qiáng)度來進(jìn)行定量分析。衍射法：基于光的衍射現(xiàn)象而建立的方法（X射線衍射法、電子衍射法）,光譜法,基于原子、分子外層電子躍遷的光譜法基于分子轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜法基于原子內(nèi)層電子躍遷的光譜法基于原子核能級(jí)躍遷的光譜法基于Raman散射的光譜法光譜的形狀光譜法的分類,基于原子、分子外層電子躍遷的光譜法,原子吸收光譜法原子發(fā)射光譜法原子熒光光譜法,基于原子、分子外層

25、電子躍遷的光譜法,紫外-可見吸收光譜法分子熒光光譜法分子磷光光譜法化學(xué)發(fā)光分析法,原子吸收光譜法,基于基態(tài)原子外層電子對(duì)其共振發(fā)射的吸收的定量分析方法，定量基礎(chǔ)是Lambert-Beer定律。在熱的氣體介質(zhì)中，如火焰中，氣態(tài)原子能夠吸收特征輻射波長使電子從基態(tài)躍遷至較高激發(fā)態(tài)產(chǎn)生原子吸收光譜。,原子吸收光譜法,核心技術(shù)是原子化技術(shù)和銳線光源技術(shù)等。原子化技術(shù)：火焰原子吸收和石墨爐原子吸收銳線光源技術(shù)：要求發(fā)射待測(cè)原子的共振

26、發(fā)射光，即光源發(fā)射與待測(cè)原子的吸收躍遷所對(duì)應(yīng)的頻率相同。,原子發(fā)射光譜法,基于受激原子或離子外層電子發(fā)射特征光學(xué)光譜而回到較低能級(jí)的定量和定性分析方法。 定量基礎(chǔ)是受激原子或離子所發(fā)射的特征光強(qiáng)與原子或離子的量成正比相關(guān)；,原子發(fā)射光譜法,定性基礎(chǔ)是受激原子或離子所發(fā)射的特征光的頻率或波長由該原子或離子外層的電子能級(jí)所決定，而原子或離子外層的電子能級(jí)是具有該原子或離子的特征的，且不同原子或離子其特征顯著不同。,原子發(fā)射光譜法,核

27、心技術(shù)是原子化及原子激發(fā)技術(shù)。通過火焰、等離子體、電弧或火花等的熱能可將它們?cè)踊蟛⒓ぐl(fā)至高能級(jí)軌道。激發(fā)態(tài)原子的壽命很短，在它返回基態(tài)時(shí)伴隨發(fā)射一個(gè)輻射光子，產(chǎn)生發(fā)射光譜線。,原子發(fā)射光譜法,電子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷所產(chǎn)生的譜線，稱為共振線。電子從最低激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷產(chǎn)生的譜線，稱為主共振線。,,,,,原子熒光光譜法,將一個(gè)能發(fā)射可被元素吸收的波長的強(qiáng)輻射光源，照射火焰中的原子或離子，原子的外層電子從基態(tài)或低能態(tài)躍遷到高能態(tài)后，

28、大約在 10－8 s 內(nèi)又躍回基態(tài)或低能態(tài)，同時(shí)發(fā)射出與照射光相同或不同波長的光。這種現(xiàn)象被稱為原子熒光。,原子熒光光譜法,為了避免檢測(cè)光源的共振輻射光，通常是在與光路成 90°角的方向檢測(cè)熒光。,紫外-可見吸收光譜法,分子吸收光譜法外層電子能級(jí)的躍遷定量測(cè)定基礎(chǔ)是 Lambert-Beer定律波長范圍 200 ~ 800 nm之間測(cè)定對(duì)象具有共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物，某些水合金屬離子和陰離子。,分子熒光光譜法和分子磷

29、光光譜法,分子吸收電磁輻射后激發(fā)至激發(fā)單重態(tài)，并通過內(nèi)轉(zhuǎn)移和振動(dòng)弛豫等非輻射弛豫釋放部分能量而到達(dá)第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)層，然后通過發(fā)光的形式躍遷返回到基態(tài)，所發(fā)射的光即為熒光。,分子熒光光譜法和分子磷光光譜法,分子吸收電磁輻射后激發(fā)至激發(fā)單重態(tài)，并通過內(nèi)轉(zhuǎn)移、振動(dòng)弛豫和系間竄越等非輻射弛豫釋放部分能量而到達(dá)第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)層，然后通過發(fā)光的形式躍遷返回到基態(tài)，所發(fā)射的光即為磷光。,,振動(dòng)弛豫,振動(dòng)弛豫,分子熒光光譜法

30、和分子磷光光譜法,一般不能提供分子的結(jié)構(gòu)信息。常用于物質(zhì)的高靈敏定量分析，吸光度≤0.05的溶液試樣，其熒光和磷光發(fā)射強(qiáng)度和溶液濃度成正比。,分子熒光光譜法和分子磷光光譜法,可引入激光等強(qiáng)光源，并結(jié)合其它相關(guān)技術(shù)，極大提高測(cè)定靈敏度。可檢測(cè)到單分子水平（10-23）的物質(zhì)應(yīng)用范圍較窄。,化學(xué)發(fā)光分析法,通過化學(xué)反應(yīng)提供激發(fā)能，使該化學(xué)反應(yīng)的一種反應(yīng)產(chǎn)物的分子被激發(fā)，形成激發(fā)態(tài)分子，激發(fā)態(tài)分子躍遷回到基態(tài)時(shí)，通過發(fā)光的形式釋放能量，其

31、發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí)間而變化，并可得到較強(qiáng)的發(fā)光。,化學(xué)發(fā)光分析法,在合適條件下，化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度隨時(shí)間變化的峰值與被分析物濃度呈線性關(guān)系，可用于定量分析。發(fā)射光譜波長范圍在 400 ~ 1400 nm。,基于分子轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜法,紅外吸收光譜法振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷是一種有效的結(jié)構(gòu)分析手段,基于分子轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜法,吸收頻率和波長直接反應(yīng)了分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)狀況，而分子中官能團(tuán)的各種形式的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)直接反映在分子

32、的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)上，分子精細(xì)而復(fù)雜的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，蘊(yùn)含了大量的分子中各種官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)信息。,基于原子內(nèi)層電子躍遷的光譜法,X 射線分析法 基于高能電子的減速運(yùn)動(dòng)或原子內(nèi)層電子躍遷所產(chǎn)生的短波電磁輻射所建立的分析方法。X 射線熒光法X 射線吸收法X 射線衍射法,基于原子核能級(jí)躍遷的光譜法,核磁共振波譜法 在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，核自旋磁矩與外磁場(chǎng)相互作用分裂為能量不同的核磁能級(jí)，核磁能級(jí)之間的躍遷吸收或發(fā)

33、射射頻區(qū)的電磁波。,核磁共振波譜法,有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定分子的動(dòng)態(tài)效應(yīng)氫鍵的形成互變異構(gòu)反應(yīng)等,基于 Raman 散射的光譜法,頻率為 v0 的單色光照射到透明物質(zhì)上，物質(zhì)分子會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象。如果這種散射是光子與物質(zhì)發(fā)生能量交換所產(chǎn)生，則不僅光子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，它的能量也發(fā)生變化，稱為Raman散射，散射光的頻率與入射光的頻率不同，產(chǎn)生Raman 位移。,,E0,E1,,基于 Raman 散射的光譜法,Raman 位移的大

34、小與分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān)。利用Raman 位移研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法稱為Raman光譜法,光譜的形狀,線光譜帶光譜連續(xù)光譜,線光譜,輻射物質(zhì)是單個(gè)的氣態(tài)原子時(shí)，產(chǎn)生紫外、可見光區(qū)的線光譜。NaE0(3s) E1(3p) E2(4p)590 nm 3p→3s 330 nm 4p→3s,,,,,帶光譜,帶光譜是由許多量子化的振動(dòng)能級(jí)疊加在分子的基態(tài)電子能級(jí)上而形成的。

35、 光輻射源中存在氣態(tài)基團(tuán)或小分子時(shí)會(huì)產(chǎn)生帶光譜，,帶光譜,由電子或熱激發(fā)多原子產(chǎn)生的輻射，幾乎總是來源于被激發(fā)電子能級(jí)的最低振動(dòng)能級(jí)向任何一個(gè)基態(tài)的振動(dòng)能級(jí)躍遷。從一個(gè)電子能級(jí)返回到另一個(gè)電子能級(jí)時(shí)，可以通過系統(tǒng)內(nèi)碰撞轉(zhuǎn)移能量。,,,,菲,連續(xù)光譜,固體加熱至熾熱會(huì)發(fā)射連續(xù)光譜，這類熱輻射稱為黑體輻射。通過熱能激發(fā)凝聚體中無數(shù)原子和分子振蕩產(chǎn)生黑體輻射。,,,光譜法的分類,吸收光譜發(fā)射光譜散射光譜,光譜分析儀器,光譜分

36、析儀器原理和基本結(jié)構(gòu)光源系統(tǒng)波長選擇系統(tǒng)試樣引入系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)信號(hào)處理和讀出系統(tǒng),光譜分析儀器原理和基本結(jié)構(gòu),光譜分析儀器原理光譜分析儀器基本結(jié)構(gòu),光譜分析儀器原理,光學(xué)光譜法是以吸收、熒光、磷光、散射、發(fā)射和化學(xué)發(fā)光六種現(xiàn)象為基礎(chǔ)建立的。光譜分析儀器是在物質(zhì)與光的吸收、發(fā)射、散射等相互作用基礎(chǔ)上，根據(jù)相應(yīng)的光譜分析原理構(gòu)建起來的。,光譜分析儀器基本結(jié)構(gòu),典型的光譜儀都有五個(gè)部分組成： 穩(wěn)定的光源系統(tǒng)；

37、試樣的引入系統(tǒng)； 波長選擇系統(tǒng)； 檢測(cè)系統(tǒng)； 信號(hào)處理或讀出系統(tǒng)。,吸收光譜儀,儀器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是檢測(cè)系統(tǒng)與光源發(fā)出的光即入射光在同一條光軸上。,光源系統(tǒng),試樣引入系統(tǒng),波長選擇系統(tǒng),檢測(cè)系統(tǒng),信號(hào)處理及讀出系統(tǒng),,,,,吸收光譜儀,吸收光譜儀分析理論滿足Lambert-Beer定律。原子吸收為線光源，試樣引入系統(tǒng)同時(shí)具備使試樣原子化產(chǎn)生基態(tài)原子的功能，采用帶有進(jìn)樣功能的火焰原子化器或石墨爐原子化器

38、。分子吸收光譜儀采用連續(xù)光源，試樣為常態(tài)下的液體試樣或透明固體試樣，采用透光玻璃液池或KBr 壓片引入試樣。,吸收光譜儀,紫外 - 可見吸收光譜儀的波長選擇系統(tǒng)通常在光源系統(tǒng)和試樣引入系統(tǒng)之間。原子吸收和紅外光譜儀的波長選擇系統(tǒng)通常在試樣引入系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)之間。,吸收/發(fā)射和光散射光譜儀,光源系統(tǒng),試樣引入系統(tǒng),波長選擇系統(tǒng),檢測(cè)系統(tǒng),信號(hào)處理及讀出系統(tǒng),,,,波長選擇系 統(tǒng),,,吸收/發(fā)射和光散射光譜儀,檢測(cè)信號(hào)是吸收后的發(fā)

39、光強(qiáng)度或Raman散射光強(qiáng)度；檢測(cè)系統(tǒng)與入射光不能在同一條光軸上，儀器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是檢測(cè)系統(tǒng)通常與光源入射光成90°。,吸收/發(fā)射和光散射光譜儀,原子熒光光譜儀通常采用線光源或激光光源，試樣引入系統(tǒng)兼具試樣原子化、產(chǎn)生基態(tài)原子的功能，通常采用帶有進(jìn)樣功能的火焰原子化器。,分子熒光光譜儀和分子磷光光譜儀采用連續(xù)光源， Raman 光譜儀采用激光光源，均具有液體和固體試樣引入系統(tǒng)。分子熒光光譜儀和分子磷光光譜儀需要兩個(gè)波長選擇系統(tǒng)。

40、,吸收/發(fā)射和光散射光譜儀,發(fā)射光譜儀,激發(fā)源及試樣引入系統(tǒng),波長選擇系統(tǒng),檢測(cè)系統(tǒng),信號(hào)處理及讀出系統(tǒng),,,,發(fā)射光譜儀,原子發(fā)射光譜儀的試樣引入系統(tǒng)同時(shí)具有使試樣原子化并激發(fā)到高能態(tài)的功能，通常稱為激發(fā)源，常見的有電弧、火花放電、等離子體焰炬等。化學(xué)發(fā)光光譜儀試樣引入系統(tǒng)同時(shí)兼具反應(yīng)器的功能，并通過化學(xué)反應(yīng)提供能量將待測(cè)物激發(fā)到高能態(tài)并發(fā)光，通常為透光容器。,光源系統(tǒng),所使用的光源產(chǎn)生的輻射必須有足夠的輸出功率，以便容易檢測(cè)和測(cè)定

41、。 在儀器設(shè)計(jì)中，常將光源發(fā)出的光分為二束，一束通過試樣，另一束光則不通過試樣，測(cè)量兩束光的信號(hào)比作為分析的變量，以克服由光源的穩(wěn)定性帶來的問題。 幾乎同時(shí)測(cè)量兩光束的強(qiáng)度，光源輸出的波動(dòng)在很大程度上被抵消。,熒光磷光,紫外,可見,紅外,紅外,光源系統(tǒng),連續(xù)光源線光源脈沖光源,連續(xù)光源,連續(xù)光源: 發(fā)射的輻射強(qiáng)度隨波長的變化十分緩慢。 廣泛應(yīng)用在分子吸收和熒光光譜中。,線光源,線光源: 發(fā)射數(shù)

42、目有限的輻射線或輻射帶，它們包含的波長范圍有限。 廣泛應(yīng)用于原子吸收光譜、原子熒光光譜以及拉曼光譜中。 金屬蒸氣燈、空心陰極燈、無極放電燈,脈沖光源,采用脈沖方式發(fā)光的脈沖光源可以延長光源的壽命，脈沖氙燈、脈沖空心陰極燈。最大應(yīng)用在于與時(shí)間分辨技術(shù)的結(jié)合，可檢測(cè)熒光衰減的動(dòng)力學(xué)過程，并基于不同物質(zhì)熒光半衰期的不同，進(jìn)行不同物質(zhì)的分辨和分別測(cè)定，或消除背景干擾等。,脈沖光源,激光器是典型的脈沖光源，單色性好、強(qiáng)度高、相干性好

43、。普遍應(yīng)用于時(shí)間分辨光譜分析。,激光光源,激光的產(chǎn)生激光器激光器實(shí)例,激光的產(chǎn)生,激光是原子或分子受激輻射產(chǎn)生的。具有高單色性、方向性強(qiáng)、亮度高、相干性好等優(yōu)點(diǎn)。自發(fā)輻射和受激輻射粒子反轉(zhuǎn)激光振蕩,自發(fā)輻射和受激輻射,自發(fā)輻射： 處于受激電子態(tài)的電子通過自發(fā)地發(fā)射，失去其全部或部分過多的能量。 自發(fā)過程是一個(gè)隨機(jī)過程，產(chǎn)生的熒光是不相干輻射。受激輻射： 處于激發(fā)態(tài)的原子受到與其發(fā)射光子的方向、頻率、

44、相位及偏振特性完全相同的入射光照射，就會(huì)輻射出具有完全相同特征的光子，同時(shí)躍遷回到低能態(tài)，這種輻射稱為受激輻射。,粒子反轉(zhuǎn),欲使受激輻射占優(yōu)勢(shì)，就必須設(shè)法使處于高能態(tài)的粒子數(shù)超過低能態(tài)的粒子數(shù)，即原子數(shù)按能級(jí)分布與正常分布相反，稱為粒子反轉(zhuǎn)分布。,激光振蕩,在激光工作物質(zhì)的兩端裝上反射鏡，光就在反射鏡間多次來回反射，使光程大大增加。隨著光子在體系中傳播路程的不斷增加，光子數(shù)按指數(shù)規(guī)則迅速地增強(qiáng)，即實(shí)現(xiàn)光放大，這種現(xiàn)象稱為激光振蕩。產(chǎn)生

45、激光振蕩的條件是兩個(gè)反射鏡之間的光必須是駐波，波節(jié)在兩個(gè)反射鏡處。,激光器,激光器：能夠發(fā)射激光的裝置 激勵(lì)能源、工作物質(zhì)和光學(xué)諧振腔。激勵(lì)能源的種類有很多，有光能，如氙閃光燈、氖分子激光器等，也可采用電能、化學(xué)能、熱能，電子束等。工作物質(zhì)是實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的增益介質(zhì)。可以是固體如晶體、半導(dǎo)體、銣玻璃；或液體和氣體。光學(xué)諧振腔是兩塊反射鏡，置于工作物質(zhì)的兩端。這兩塊反射鏡相對(duì)的面上鍍有多層介質(zhì)膜，一塊是全反射的，另一塊是

46、部分反射的。,,激光器實(shí)例,固體激光器、氣體激光器、 染料激光器和半導(dǎo)體激光器世界上第一臺(tái)激光器是用紅寶石晶體作工作物質(zhì)。重要的氣體激光器是氬離子激光器，它是采用電能進(jìn)行激發(fā)。染料激光器已變成化學(xué)中的重要輻射源。半導(dǎo)體激光器的體積小，效率高。,,波長選擇系統(tǒng),單色器 濾光片 棱鏡 光柵 狹縫,,,單色器,單色器：用來產(chǎn)生高光譜純度輻射束的裝置，且輻射束的波

47、長可以在一個(gè)較大范圍內(nèi)任意改變，單色器可以用來掃描光譜,單色器,主要部件： 入射狹縫； 準(zhǔn)直裝置； 色散裝置； 聚焦透鏡或凹面反射鏡； 出射狹縫；,,單色器部件 棱鏡：在兩面上的折射不同導(dǎo)致輻射的角色散。 光柵：由衍射產(chǎn)生角色散。,單色器,棱 鏡,對(duì)光的色散基于光的折射現(xiàn)象。構(gòu)成棱鏡的光學(xué)材料對(duì)不同的光有不同的折射率，波長短的光折射率大，波長長的光折射率小。當(dāng)平行光經(jīng)棱鏡色散后，

48、不同波長的光就按波長順序分解開來，經(jīng)聚集后可在焦面的不同位置成像，得到按波長展開的光譜。,,棱鏡單色器,,,,,分為透射光柵和反射光柵。 反射光柵是在真空中蒸發(fā)金屬鋁將它鍍?cè)诓Ａ矫嫔?，然后用金剛石在鋁層上壓出許多等間隔、等寬度的平行刻紋而制成，稱為平面反射光柵。 含有300 ~ 2000條/mm的光柵可用于紫外和可見光區(qū)。,光 柵,,光柵公式幾種典型的光柵光柵單色器的性能指標(biāo),光 柵,光柵公式,光柵光譜的產(chǎn)生：

49、 多狹縫干涉和單狹縫衍射聯(lián)合作用 光柵方程 ：d ( sinφ ± sinθ ) ＝ nλ,,入射角φ是入射光和光柵平面法線的夾角；衍射角θ是衍射光和光柵平面法線的交角；當(dāng)φ和θ角在法線的同側(cè)時(shí)，取正值；當(dāng)φ和θ角在法線的異側(cè)時(shí)，取負(fù)值。λ是入射光的波長；d 是相鄰兩刻線間的距離（光柵常數(shù)）n 是光柵級(jí)次。,幾種典型的光柵,凹面反射光柵：是在凹面反射鏡上沿其弦刻出等間距、等寬度的平行刻痕線。 色散

50、分光作用、聚焦作用定向光柵又稱閃耀光柵：將光柵刻制成溝槽面與光柵平面成一定角度的閃耀光柵，使衍射的輻射強(qiáng)度集中在所需要的波長范圍內(nèi)。 光強(qiáng)最大值從零級(jí)光譜移到某一級(jí)光譜上。,,,當(dāng)入射光垂直于光柵平面時(shí)，則α＝ i，在β＝i 處光強(qiáng)最大，即在B方向衍射的譜線具有最大的輻射強(qiáng)度，稱為閃耀波長λb。其值由閃耀角決定，即: nλb(n) ＝ 2 d sin i λb(n)是 n 級(jí)光譜的閃耀波長。 閃

51、耀角 i 越小，閃耀波長λb就越短。,,中階梯光柵：為了將不同級(jí)次的重疊譜線分開，通常采取交叉色散的原理，即使譜線色散方向和譜級(jí)散開方向正交，在焦面上形成一個(gè)二維色散圖像。全息光柵：利用單色激光雙光束干涉圖樣做衍射光柵，可以得到面積足夠大的等距、等寬的清晰干涉條紋。,光柵單色器的性能指標(biāo),色散力分辨能力,色散力,光柵的色散：光柵對(duì)波長差為dλ兩條譜線在空間分開的大小取決于它的色散。角色散：指二條波長相差dλ的光線被分開

52、的角度，可以通過固定入射角φ，對(duì)光柵公式微分得到：dθ/dλ ＝ n/d cosθ,,線色散D：在焦面上波長相差dλ的兩條光線被分開的距離dl，用dl/dλ表示。 F代表物鏡的焦距，它與角色散的關(guān)系可以用下式表示： D = dl /dλ= Fdθ/dλ= Fn /d cosθ,,倒線色散： D-1 = dλ/dl = d cosθ/ Fn 倒線色散的意義：指在焦面上每毫米距離內(nèi)所容納的波

53、長數(shù)，當(dāng)θ很?。ㄐ∮?0度）時(shí)，cosθ≈1D-1 = d / nF,,單色器的分辨能力是表示儀器分辨相鄰兩條譜線的能力。 在波長相近的兩條譜線中，當(dāng)一條譜線波長的極大值正好落在另一條譜線波長的極小值上時(shí)，則認(rèn)為這兩條線是可分辨的。,分辨能力,分辨能力 R 可以用下式確定：R =λ/△λ= nNλ：兩譜線的平均波長； △λ：兩波長的差 n ：衍射的級(jí)次； N ：受照射的刻線數(shù),分辨能力,

54、聚光本領(lǐng),為了增加光譜的信噪比，必須盡量增加到達(dá)監(jiān)測(cè)器的輻射能。f/數(shù)可以提供測(cè)定單色器收集來源于入口狹縫輻射的能力f = F/dF：準(zhǔn)直鏡的焦距d：準(zhǔn)直鏡的直徑,狹縫寬度對(duì)分辨能力的影響,單色器通帶 W ：指在選定狹縫寬度時(shí)，通過出口狹縫的波長范圍（Å）。它與出口狹縫寬度S（μm）及單色器的倒線色散D-1（ Å /mm）可用下式表示：W＝D-1S×10-3 (Å),,,濾

55、光片,干涉濾光片吸收濾光片,干涉濾光片,借光的干涉作用而獲得窄的輻射通帶。通常由兩層半透明銀膜和銀膜間的介電薄膜組成。介電膜的厚度決定了透射光的波長。當(dāng)一部分光線通過第一層銀膜，而在第二層銀膜上反射并且在第一層銀膜的內(nèi)側(cè)也進(jìn)行反射。,干涉濾光片,當(dāng)路徑差是波長的整數(shù)倍時(shí)，組合光束中的不同單色光之間才發(fā)生干涉。其結(jié)果是只有很窄波帶的光線透過濾光片，達(dá)到濾光的目的。,吸收濾光片,常用的吸收濾光片是由有色玻璃或分散在明膠中和

56、夾在玻璃板之間的染料組成。吸收濾光片的帶寬較寬，透射效率低。,試樣引入系統(tǒng),電弧原子發(fā)射光譜高壓火花原子發(fā)射光譜等離子體原子發(fā)射光譜火焰原子吸收光譜石墨爐原子吸收光譜原子熒光光譜分子光譜,檢測(cè)系統(tǒng),將輻射轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。 輻射轉(zhuǎn)換器一般分為兩類： 一類是能對(duì)光子產(chǎn)生響應(yīng)的光子檢測(cè)器，常稱光電檢測(cè)器； 另一類是對(duì)熱產(chǎn)生響應(yīng)的熱檢測(cè)器。熱檢測(cè)器廣泛應(yīng)用于檢測(cè)紅外輻射，其響應(yīng)是入射輻射的平均功率。,檢測(cè)系統(tǒng)

57、,理想的檢測(cè)器光電檢測(cè)器熱檢測(cè)器,理想的檢測(cè)器,在整個(gè)研究波長范圍內(nèi)對(duì)光輻射有恒定的響應(yīng)高靈敏度、高信噪比、響應(yīng)時(shí)間快無光輻射時(shí)，輸出信號(hào)應(yīng)為零。S = k IS：檢測(cè)器輸出信號(hào)，k：檢測(cè)器的靈敏度，I：作用于檢測(cè)器的光輻射強(qiáng)度,實(shí)際檢測(cè)器,S (λ)＝k (λ) I (λ) + S0采用補(bǔ)償電路將暗電流盡可能地消除掉S (λ) ＝k (λ) I (λ) 校準(zhǔn)的方法是分別對(duì)檢測(cè)器的靈

58、敏度 k 和光源發(fā)出的光強(qiáng)度在研究的波段范圍進(jìn)行歸一化處理。,,光電檢測(cè)器,將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為可量化輸出的電信號(hào)的檢測(cè)器兩種類型 通過光敏材料來實(shí)現(xiàn)，釋放出電子 通過半導(dǎo)體材料導(dǎo)電特性改變來實(shí)現(xiàn) 光敏材料和半導(dǎo)體材料只對(duì)紫外線、可見光和近紅外光敏感，相應(yīng)的光電檢測(cè)器只適用于紫外到近紅外光區(qū)的光譜檢測(cè)。,光電檢測(cè)器,硒光電池真空光電管光導(dǎo)電檢測(cè)器硅二極管光電倍增管硅二極管陣列電荷轉(zhuǎn)移器

59、件,硒光電池,通過半導(dǎo)體材料硒實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，光譜響應(yīng)的波長范圍300 ~ 800 nm，最靈敏響應(yīng)范圍500 ~ 600 nm。外電路電阻不大時(shí)，所產(chǎn)生的電流與入射光的強(qiáng)度呈線性關(guān)系。強(qiáng)度約為10 ~ 100μA.受強(qiáng)光持續(xù)照射會(huì)產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象.一般應(yīng)用于簡單便攜式儀器.,真空光電管,光導(dǎo)電檢測(cè)器,半導(dǎo)體檢測(cè)器，電阻器無光照射時(shí)，電阻可達(dá)200 kΩ，而吸收輻射后半導(dǎo)體中的某些價(jià)電子被激發(fā)成為自由電子，電子和空穴增加，導(dǎo)電性能增加

60、，電阻減小。敏感元件通常由金屬鉛、鉻、鎵、銦的硫化物、硒化物及碲化物形成的半導(dǎo)體晶體組成。硫化鉛，適用波數(shù)范圍12500 ~ 3300（0.75 ~3μm）近紅外光區(qū)汞/鎘碲化物晶體適用于中紅外和遠(yuǎn)紅外光區(qū),硅二極管,靈敏度小于光電倍增管，可響應(yīng)的光譜范圍是190 ~ 1100 nm。,光電倍增管,是一種加上多級(jí)倍增電極的光電管。同時(shí)具有光電轉(zhuǎn)化和電流放大功能。除有一個(gè)接收輻射后能發(fā)射電子的光敏表面外，另外還有一系列能接受光

61、敏表面發(fā)射電子的表面，并且在每經(jīng)過一個(gè)表面后，電子流就放大一次；,,電荷轉(zhuǎn)移器件,新型的多道檢測(cè)器將電荷從收集區(qū)轉(zhuǎn)移到檢測(cè)區(qū)后完成測(cè)定。電荷耦合器件（CCD） 將電荷引入敏感放大器中測(cè)量電荷注入器件（CID） 測(cè)量當(dāng)電荷從一個(gè)電極移到另一個(gè)電極時(shí)產(chǎn)生的電壓改變。,熱檢測(cè)器,基于黑體吸收輻射并根據(jù)吸收引起的熱效應(yīng)測(cè)定輻射強(qiáng)度的一類檢測(cè)器。 熱電耦 測(cè)熱輻射計(jì) 熱電檢測(cè)器,熱電耦,當(dāng)將

62、兩片相同的金屬（如銅）與另一片不同金屬（如康銅）的兩端熔合，則形成熱電耦的一對(duì)接電。在熱電耦的兩個(gè)接點(diǎn)間有一電位，它是隨兩個(gè)接點(diǎn)的溫度差而變化。,測(cè)熱輻射計(jì),輻射測(cè)量計(jì)是基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體吸收輻射后，溫度的改變使其電阻改變，從而產(chǎn)生輸出信號(hào)。 采用的測(cè)量電路為惠斯通電橋。,熱釋電檢測(cè)器,熱電材料晶體：氘代硫酸三甘酞（DTGS）硫酸三甘氨酸酯鉭酸鋰 具有溫敏偶極距的性質(zhì)。,信號(hào)處理和讀出系統(tǒng),通常信號(hào)處理器是一種

63、電子器件。 可放大檢測(cè)器的輸出信號(hào) 也可以把信號(hào)從直流變成交流（或相反），改變信號(hào)的相位，濾掉不需要的成分。 也可用來執(zhí)行某些信號(hào)的數(shù)學(xué)運(yùn)算，如微分、積分或轉(zhuǎn)換成對(duì)數(shù)。 常用的讀出器件有數(shù)字表、記錄儀、電位計(jì)標(biāo)尺、陰極射線管等。,六、光學(xué)纖維在分析儀器中的應(yīng)用,光學(xué)纖維是一種直徑范圍從0.05μm到 0.6 cm 的玻璃或塑料纖維。它能夠?qū)⑤椛鋫魉偷骄嚯x數(shù)百米或更遠(yuǎn)的地方。 光纖傳送是通過它的

64、內(nèi)折射。通常需要有一定折光指數(shù)的材料覆蓋。,七、傅里葉變換光學(xué)測(cè)定的原理,傳統(tǒng)的光譜法記錄的是輻射強(qiáng)度隨輻射頻率變化的函數(shù)關(guān)系，被稱為頻率域光譜。 時(shí)間域光譜法所考察的是輻射強(qiáng)度隨時(shí)間的變化。,,,,隨著反射鏡M1每移動(dòng)1/4λ的距離，信號(hào)強(qiáng)度從明到暗（或相反）周期性地改變一次。I（δ）= B（ν）cos（2πδν） I（ δ ）：干涉圖的強(qiáng)度，是光程δ的函數(shù) B（ν）：光源的強(qiáng)度，是光源波長（頻率）