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2018/6/24
概述
光学分析法是基于能量作用于物质后产生电磁辐射信号或电磁辐射与物质相互作用后产生辐射信号的变化而建立起来的一类分析方法
历史上,此相互作用只是局限于电磁辐射与物质的作用,这也是目前应用最为普遍的方法
现在,光谱方法已扩展到其它各种形式的能量与物质的相互作用,如声波、粒子束(离子和电子)等与物质的作用
仪器分析的重要分支
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●电磁辐射包括从波长极短的γ射线到无线电波的所有电磁波谱范围,而不只局限于光学光谱区
●电磁辐射与物质的相互作用方式很多,有发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振等,各种相互作用的方式均可建立起对应的分析方法。因此,光学分析法的类型极多
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●光学分析法的应用之广为其它类型的分析方法所不能相比。它在定性分析、定量分析、尤其是化学结构分析等方面起着极其重要的作用
●随着科学技术的发展,光学分析法也日新月异,许多新技术、新方法不断涌现
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电磁辐射的性质
电磁辐射是一种以极大的速度(×1010cm·s-1)通过空间,而不需要以任何物质作为传播媒介的能量形式(注意!是一个能量形式)
无线电波、微波、红外光、可见光、紫外光以及X-射线和γ-射线等
波粒二象性
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电磁辐射的波动性
电磁辐射为正弦波(波长;频率;速度;振幅)。与其它波,如声波不同,电磁波不需传播介质,可在真空中传输
磁场
传播方向
电场
单色光平面偏振光的传播
y = A sin(t + ) = A sin(2vt + )
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y
t
1/1
1/1
1/()
频率相同的正弦波叠加得相同频率的合成正弦波
频率不同的正弦波叠加得不同频率的非正弦波;更多的正弦波叠加可形成方波
1)波的叠加(Superposition)
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



平行光束
单缝衍射
双缝衍射
2)光波的衍射(Diffraction)
衍射:当一束平行光通过窄的开口如狭缝时发生弯曲的现象
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3)  光的干涉(Coherent interference)
4)  光的传输(Transmission)
5)  光的反射(Reflection)
6)  光的折射(Refraction)
7)光的偏振(Polarization)
8)光的散射(Scattering)
丁达尔散射(Tyndall):
大分子(如胶体粒子和聚合物分子)尺寸与光的波长相近时所产生的散射现象,此时散射光极强(与2成反比),可以肉眼观察到
瑞利散射(Rayleigh) : (弹性碰撞, 方向改变,但不变)
当分子或分子集合体的尺寸远小于光的波长时所发生的散射现象。散射光强与光的波长的4, 散射粒子的大小和极化率成反比
?天空为什么呈蓝色?
拉曼散射(Raman): (非弹性碰撞,方向及波长均改变)
光照导致的分子内振动能级跃迁而产生的分子极化过程。分子极化率越大,Raman散射越强
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●周期T
相邻两个波峰或波谷通过空间某一固定点所需要的时间间隔称为波的周期,单位为s(秒)