原子吸收光谱基本原理

如题所述

原子吸收光谱的基本原理涉及到基态原子对共振辐射的吸收现象。当外层电子从基态跃迁至激发态时,会形成特定的原子吸收光谱,主要分布在紫外区和可见光区。尽管光谱线的形态看似直线,但实际上是具有窄频率或波长宽度的,即存在一定的轮廓宽度。


当一束不同频率的光,强度为I0,穿过厚度为l的原子蒸气时,部分光会被吸收。吸收的强度变化遵循吸收定律:Iv = I0 * exp(-kvl),其中kv是基态原子对特定频率v的吸收系数。每种元素对不同频率的光有不同的吸收特性,通过测量透过光强度与吸收光频率的关系,可以获取关键的吸收信息。


(1)积分吸收:在吸收线轮廓内,吸收系数的积分被称为积分吸收系数,它代表了吸收的所有能量。理论上,积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。


(2)峰值吸收:1955年,Walsh A提出了在温度适中的火焰条件下,峰值吸收系数与火焰中元素原子浓度成正比。峰值吸收系数K0通常在吸收线中心波长处测量,简称为峰值吸收。在常规的原子吸收测定中,原子吸收线轮廓会受到Doppler宽度的影响,而峰值吸收系数与原子浓度的比例关系仍成立。


(3)锐线光源的使用:在分子光谱中,连续光谱光源难以精确测定峰值吸收。Walsh提出使用发射线半宽度远小于吸收线的锐线光源,如空心阴极灯。锐线光源的发射线窄且与吸收线中心频率一致,允许在发射线轮廓内精确测量峰值吸收,从而解决了原子吸收测量的实际问题。


原子吸收分光光度计的构成包括光源、原子化器、分光器和检测系统等关键部分,它们共同完成了原子吸收光谱的测量过程。




扩展资料

原子吸收光谱(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS),即原子吸收光谱法,是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法,是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。此法是20世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法,它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。

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