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原子發射光譜分析的基本原理和技術
發布時間：2014-08-08 點擊次數：1931次
概述:
????? 原子發射光譜(atomic?emission?spectrum，AES)是應用最早的光譜分析技術，原子發射光譜儀器則是最為常用的元素分析儀器。它是根據原子核外電子受激，躍遷輻射該元素的特征譜線所提供的信息來進行元素定性、定量分析，具有快速多元素同時測定的優點。由于激發光源的不同，形成了多種類型的原子光譜分析技術，如火花/電弧發射光譜法、等離子體發射光譜法、輝光放電光譜法以及激光光譜法等。?
?????在原子光譜分析的發展過程中，隨著技術的進步，它經由看譜鏡、攝譜儀、光電光譜儀，到各種類型的直讀光譜儀，等離子體光譜儀和激光光譜儀，開發了多種實用而有效的分析儀器，波長應用范圍拓展到遠紫外光區和近紅外區(130nm-1000nm)，可直接測定碳、硫、氬和氟、氯、溴等鹵素元素和各種金屬元素，以及金屬材料中的氮、氫、氧等氣體成分的快速測定。儀器的分辨率不斷得到提高(實際分辨率可達到0.005nm)，可以適用于復雜樣品的直接測定。發展了火花/電弧、等離子體、輝光放電和激光誘導等不同特點的光譜分析方法，使原子發射光譜分析的應用從常量元素測定擴展到高含量元素分析、痕量元素分析；從宏觀成分分析擴展到微觀成分分析，夾雜物分析，表面分析，逐層分析，分布分析及元素狀態分析。在應用領域，從傳統的材料分析擴展到監控水、土、空氣污染狀況的環境分析，以及海洋、太空探測中的遙感分析等方面。如今，原子發射光譜分析技術在采礦、冶金、石油、燃化、機械制造、農業、食品工業、生物醫學、生命科學、核能以及環保等領域發揮著重要的作用。?
原子發射光譜的產生和特性:?
原子發射光譜的產生[1,2]
??? 原子由原子核及核外電子組成，原子核外的電子處于不同量軌道運動時處于不同的能級，其能量的變化呈量子化。當原子外層電子由高能級向低能級躍遷時，以輻射的形式釋放多余的能量而發射光譜。所發射的譜線對該原子是特征的，其波長由(2-1)決定，?
????????????????????(2-1)
式中：為波長(nm)，h為普朗克常數，c為光速，E2、E1分別為高能級與低能級的能量(eV)。?
原子發射光譜的基本特性[3]?
?? 原子光譜只涉及原子核外層電子的躍遷，相應的能量變化△E一般為1eV～20eV，波長范圍在100nm～1000nm。一般只有基態原子蒸氣的激發才能形成對分析有用的原子光譜。如果基態原子電離并被激發，形成具有足夠強度的離子光譜，也可以用于定性和定量分析。?
?? 光譜譜線的數目、波長、輪廓及其寬度、譜線的強度，以及譜線的精細結構是原子光譜的基本特性。下面就輪廓及其寬度、譜線的精細結構和譜線的強度分別做進一步介紹。
