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第2章光分析法导论
§ 电磁辐射及电磁波谱
一. 电磁辐射的波粒二象性

光电效应 康普敦效应 黑体辐射
当物质发射电磁辐射或者电磁辐射被物质吸收时，就会发生能量跃迁。此时，电磁辐射不仅具光
波长
~m
~50m
跃迁类型
分子振动
远红外光
微波
射频
50~1990m
~100cm
1~100 m
分子转动
电子、核自旋
近红外光谱区:配位化学的研究对象
红外吸收光谱法:红外光分子吸收
远红外光谱区
电子自旋共振波谱法:微波分子未成对电子吸收
核磁共振波谱法:射频原子核自旋吸收



原子、离子 分子
A. 原子光谱 线光谱 Line spectra
E2
E0
E1
E3
hi
波长
半宽度10-2~10-5
Na 5890、5896
原子吸收光谱
原子发射光谱
B. 分子光谱 带光谱 Band spectra 有机、无机分子
E2
E1
E0
半宽度20~100nm
分子吸收光谱
分子发射光谱
hi
波长/nm
A(T)
波长/nm
I
半宽度20~100nm
C. 荧光发射
光致发光
h
原子荧光----线光谱
E2
E0
E1
E3
hi
气态原子吸收特征波长的辐射后，外层电子从基态或低能态跃迁到高能态，在10-8s后跃回基态或低能态时，发射出与吸收波长相同或不同的荧光辐射，在与光源成90度的方向上，测定荧光强度进行定量分析的方法。
某些物质被紫外光照射激发后，在回到基态的过程中发射出比原激发波长更长的荧光，通过测量荧光强度进行定量分析的方法。
C. 荧光发射
光致发光
分子荧光分析法 某些物质被紫外光照射激发后，在回到基态的过程中发射出比原激发波长更长的荧光，通过测量荧光强度进行定量分析的方法。
分子荧光----带光谱
E2
E1
E0
hi
h
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，（与2成反比），可以肉眼观察到。
John Tyndall was born on Aug 2 1820, at Leighlin Bridge, County Carlow, Ireland. Tyndall died in 1893
3. 光的散射（Scattering）
Born: 12 Nov 1842 in Langford Grove (near Maldon), Essex, EnglandDied: 30 June 1919 in Terling Place, Witham, Essex, England
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(d< )所发生的散射现象。散射光强I与光的波长的4成反比。
John William Strutt Lord Rayleigh
Raman散射
频率为0 的单色光照射透明物质，物质分子会发生散射现象。如果这种散射是光子与物质分子发生能量交换引起，即不仅光子的
运动方向发生变化，它的能量也
发生变化，则称为Raman散射。这
种散射光的频率（ m）与入射光
的频率不同，称为Raman位移。
Raman位移的大小与分子的振动
和转动的能级有关，利用Raman
位移研究物质结构的方法称
为Raman光谱法。
b. Nov. 7, 1888, Trichinopoly, India—
d. Nov. 21, 1970, Bangalore
The Nobel Prize in Physics 1930
“for his work on the scattering of light and for the discovery of the effect named after him”

（单色光）入射 法线 反射
I0 Ir