光譜分析儀是將成分復(fù)雜的光分解為光譜線的科學(xué)儀器,由棱鏡或衍射光柵等構(gòu)成,利用光譜儀可測(cè)量物體表面反射的光線。陽光中的七色肉眼能分的部分(可見光),但若通過光譜儀將陽光分解,按波長(zhǎng)排列,可見光只占光譜中很小的范圍,其余都是肉眼無法分辨的光譜,如、紫外線、X射線等等。
光譜分析儀的工作原理:
其分析原理是將光源輻射出的待測(cè)元素的特征光譜通過樣品的蒸汽中待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收,由發(fā)射光譜被減弱的程度,進(jìn)而求得樣品中待測(cè)元素的含量。它符合郎珀-比爾定律 A= -lg I/I o= -LgT = KCL 式中I為透射光強(qiáng)度,I0為發(fā)射光強(qiáng)度,T為透射比,L為光通過原子化器光程由于L是不變值所以A=KC。物理原理任何元素的原子都是由原子核和繞核運(yùn)動(dòng)的電子組成的,原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級(jí),因此,一個(gè)原子核可以具有多種能級(jí)狀態(tài)。能量的能級(jí)狀態(tài)稱為基態(tài)能級(jí)(E0=0),其余能級(jí)稱為激發(fā)態(tài)能級(jí),而能細(xì)微的激發(fā)態(tài)則稱為首要激發(fā)態(tài)。正常情況下,原子處于基態(tài),核外電子在各自能量細(xì)微的軌道上運(yùn)動(dòng)。如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子,當(dāng)外界光能量E恰好等于該基態(tài)原子中基態(tài)和某一較高能級(jí)之間的能級(jí)差E時(shí),該原子將吸收這一特征波長(zhǎng)的光,外層電子由基態(tài)躍遷到相應(yīng)的激發(fā)態(tài),而產(chǎn)生原子吸收光譜。電子躍遷到較高能級(jí)以后處于激發(fā)態(tài),但激發(fā)態(tài)電子是不穩(wěn)定的,大約經(jīng)過10^-8秒以后,激發(fā)態(tài)電子將返回基態(tài)或其它較低能級(jí),并將電子躍遷時(shí)所吸收的能量以光的形式釋放出去,這個(gè)過程稱原子發(fā)射光譜。可見原子吸收光譜過程吸收輻射能量,而原子發(fā)射光譜過程則釋放輻射能量。
光譜分析儀的優(yōu)點(diǎn):
1、分析結(jié)果的準(zhǔn)確性是建立在化學(xué)分析標(biāo)樣的基礎(chǔ)上;
2、采樣方式靈活,對(duì)于稀有和貴重金屬的檢測(cè)和分析可以節(jié)約取樣帶來的損耗;
3、測(cè)試速率高,可設(shè)定多通道瞬間多點(diǎn)采集,并通過計(jì)算器實(shí)時(shí)輸出;
4、對(duì)于一些機(jī)械零件可以做到無損檢測(cè),而不破壞樣品,便于進(jìn)行無損檢測(cè);
5、分析速度較快,比較適用做爐前分析或現(xiàn)場(chǎng)分析,從而達(dá)到快速檢測(cè)。