原子發(fā)射光譜實驗

1、實驗五實驗五原子發(fā)射光譜實驗（一）原子發(fā)射光譜實驗（一）－－光譜拍攝－－光譜拍攝光波是一種電磁波，令代表波長在到之間光的強度，則dI??d???()dIid????代表單位波長區(qū)間的光強。隨波長的分布，叫做光譜。物質的發(fā)射光譜有()i?三種：線狀光譜、帶狀光譜及連續(xù)光譜。線狀光譜由原子或離子被激發(fā)而發(fā)射；帶狀光譜由分子被激發(fā)而發(fā)射；連續(xù)光譜由固體或液體所發(fā)射。本實驗主要原子發(fā)射光譜。原子發(fā)射光譜法是一種成分分析方法，可對約70種元素（金

2、屬元素及磷、硅、砷、碳、硼等非金屬元素）進行分析。這種方法常用于定性、半定量和定量分析。在一般情況下，原子發(fā)射光譜用于1%以下含量的組份測定，檢出限可達百萬分之一。光譜技術不僅是人們認識原子、分子結構的重要手段之一，而且它在現(xiàn)代科學技術的各個領域和國民經(jīng)濟的許多部門獲得了廣泛應用。例如在半導體材料科學方面，人們應用一種叫做光熱電離光譜的技術，可以檢測出材料中億億分子一含量（）的雜質原子。1610?一、實驗目的一、實驗目的1、了解光譜的基

3、本知識。2、學會用平面光柵攝譜儀拍攝原子發(fā)射光譜。二、實驗原理二、實驗原理一般情況下，原子處于基態(tài)，通過電致激發(fā)、熱致激發(fā)或光致激發(fā)等激發(fā)光源作用下，原子獲得能量，外層電子從基態(tài)躍遷到較高能態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，約經(jīng)108s，外層電子就從高能級向較低能級或基態(tài)躍遷，多余的能量的發(fā)射可得到一條光譜線。每種原子都有其特征譜線特征譜線，根據(jù)這個道理，我們通過儀器使分析試樣中所含的原子得到激發(fā)，然后將產(chǎn)生的光譜分光，使其按波長順序呈現(xiàn)出有規(guī)則的線條記錄

4、下來，即稱為光譜圖，將之與標準譜圖對照，由特征譜線是否存在，從而決定出該樣品是否含有某種元素，從而完成定性分析。進一步的分析還可測定所含元素的含量。三、實驗裝置三、實驗裝置原子發(fā)射光譜法儀器分為三部分：光源、分光儀和探測器。1.1.光源光源本實驗光源使用交直流電弧發(fā)生器。助于外界的力量，才能使氣不斷地被“擊穿”，造成電離，維持導電。2分光儀分光儀把光波中不同波長的光在空間分開稱為分光。分光由光譜儀來實現(xiàn)，按分光原理，光譜儀主要分為棱鏡光

5、譜儀和光柵光譜儀兩類。棱鏡是利用玻璃、石英等材料對不同波長的光折射率不同，即所謂色散，來實現(xiàn)分光的。光柵則是利用光波的衍射和干涉來實現(xiàn)分光的。由于光柵刻劃和復制技術的日益完善，目前光柵攝譜儀基本上取代了棱鏡光譜儀。下面介紹典型的平面光柵攝譜儀。圖1平面光柵攝譜儀圖1是平面光柵攝譜儀的示意圖?，F(xiàn)在的平面光柵攝譜儀差不多都采用這種結構，稱為FastieEbert系統(tǒng)。其工作原理如下：光源和外光路系統(tǒng)將入射狹縫S1照明。被照明的狹縫相當于一個

6、新光源，它發(fā)出的光束1剛好充滿其準直作用的凹面鏡M1(鍍鋁凹面反射鏡)。S1處于M1的焦面上，因此光束1經(jīng)M1反射后成平行光束2以角投射到光柵G上，經(jīng)G的衍射和干涉，將各波長的光在水?平面色散（光柵刻線在鉛垂方向），其中有一部分波段的光落到照相物鏡M2上（M2和M1是同一塊凹面鏡的不同部分），M2將不同波長的光聚焦在不同的水平位置上，其中有波長的光落到譜板的中央，稱為中心波長。從以上的描述可0?以看出，狹縫S1和譜板上的譜線是共軛的（即