=
53010-7cm
= 3.75 10-19 J = 2.34 eVm/s 53010-7cm
= 5.65 1014 Hz
= 1 / =
1
= 1.89 104 cm-1
53010-7cm
辐射的频率只决定于辐射源，与介质无关； 传播速度和波长则与介质有关，随着辐射通过不同的介 质而不同：
法法法
第四节 原子光谱和分子光谱
原子光谱
原子光谱——气态原子(离子)外层电子(次外层电子) 能级跃迁所产生的光谱。
取决于： （1）外层电子的运动状态：原子核外电子的运动状态可以用主
量子数n，角量子数l、磁量子数m和自旋量子数s表示。 （2）核外电子之间的相互作用：包括电子轨道运动之间的相互
作用、电子自旋运动之间的相互作用以及轨道运动与自旋运 动之间的相互作用等。
表 电磁波谱
图 电磁波谱
第二节 电磁辐射与物质的相互作用
reciprocity of electromagnetic radiation and matter
电磁辐射与物质的相互作用是复杂的物理现象。
(1) 吸收 物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从基 态跃迁到激发态的过程。
(2) 发射 物质从激发态返回至基态，并以光的形式释 放出吸收能量的过程。
v1 / 1 = v2 / 2 = = c / =
二、电磁波谱
电磁辐射按照波长(或频率、波数、能量)大小的顺序排列 就得到电磁波谱。
电磁波谱的排列具有明显的规律性： 1.波长逐渐增大，频率和光子能量逐渐减小 2.各种电磁辐射不仅波长不同，产生的机理也不同： 高能辐射区 光学光谱区 波谱区
第二章 光谱分析法概论
光学分析方法（optical analysis）
基于物质发射的电磁辐射(electro－mageneticradiation ) 或“辐射与物质相互作用”之后产生的辐射信号或发生的信号 变化等光学特性，进行物质的定性和定量分析的方法。
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。
(3) 散射 入射光波长小于粒子的直径，光子与试样分子 发生碰撞所至。
丁铎尔散射（溶胶1~100nm） 瑞利散射——无能量交换 ，散射光频率不变，只是光子运动方向改变（弹性碰撞）
拉曼散射——有能量交换，光子的能量减少或增加，在瑞利 散射线的两侧可观察到高于或低于入射光的散射线
(4) 折射和反射 折射是光在两种介质中的传播速度 不同所引起的。反射是入射光波长小于粒子的直径，光在界 面上改变方向返回第一种介质的现象。
图2-1
波参数
频率：一秒内电磁场振荡的次数，单位Hz。
波长：是电磁波相邻两个同位相点之间的距离，单位有 cm、m、nm。
波速 ：电磁辐射传播的速度，电磁辐射在不同介质中传 播速度是不同，只有在真空中所有电磁辐射的传播速度 才相同，都等于光速。

c = = 3x1010 cm•s-1
不是原子中任何两个能级之间都能够发生跃迁。只 有符合光谱选择定则的跃迁才是允许的。各能级都有确 定的能量，两能级的能量差必然具有确定的数值，不同 能级之间跃迁产生的原子光谱是波长确定、相互分隔的 谱线，原子光谱称作线光谱。
第一节 电磁辐射和电磁波谱
electromagnetic radiation and electromagnetic spectrum
一、电磁辐射
电磁辐射：以巨大的速度(真空中为光速)通过空间、 不需要任何物质作为媒介的一种能量(光量子流)。
范围：包括从射线到无线电波的所有范围，光是电 磁辐射的一部分。
(5) 干涉和衍射 光波会相互作用，当两个波的相位相 同时则产生波的叠加干涉，反之则产生波的减弱干涉现象。 衍射是光绕过物体而弯曲地向它后面传播的现象。
光谱法和非光谱法
光谱法——利用能级跃迁所产生的辐射能强度随波长变化 的图谱（光谱图）来进行定性、定量或结构分析的方法。吸 收、发射、散射光谱等等。 非光谱法——不涉及物质内部能级的跃迁，不以光的波长 为特征讯号，仅通过测量电磁辐射的某些基本性质（反射、 折射、干涉、衍射、偏振）的变化的分析方法。
波数: 是单位长度内波的数目，常用单位为cm-1，SI制 单位为m-1 。

= 1/
微粒性
根据量子理论，电磁辐射是在空间高速运动的 光量子(或称光子)流。可以用每个光子所具有的能 量(E)来表征，单位为ev或J.
普朗克方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系在一起。
E=h=h c/
[例1]：计算1mol的波长为200nm的光子的能量：
6.626 10-34J s 31010cm/s 6.0231023/mol范围 20010-7cm
= 5.98105J/mol
计算波长为530nm的绿色光的光子的能量、频率和波数
E = h c /
6.626 10-34J s 31010cm/s
第三节 光学分析法的分类
光谱分析法
非光谱分析法
光谱分析法
折 射 法
圆 二 色 谱 法
X 射 线 衍 射 法
干 涉 法
旋 光 法
原子光谱分析法 分子光谱分析法
原 子 吸 收 光 谱
原 子 发 射 光 谱
原 子 荧 光 光 谱
X 射 线 荧 光 光 谱
分分核 紫红子子磁 外外荧磷共 光光光光振 谱谱光光波 法法谱谱谱
电磁辐射的性质:波粒二象性
波动性 电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，称之为电磁 波。图2-1表示一束沿x轴方向传播的电磁波。电场矢 量(E)在y轴方向周期性地变化，相应的磁场矢量(H)在 z轴方向上周期性地变化，均呈现出波动性质。因为电 矢量同物质中的电子相互作用，所以，一般只用电矢 量图来描述电磁辐射。
E：每个光子的能量； h：普朗克常数=6.626 10-34J s
光子的能量可用 J 或 eV 表示： 1 eV=1.60210-19 J， 1 J=6.241 1018 eV 辐射的频率越高(波长越小)，光子的能量就越高。 化学上常用J/mol为单位表示1mol物质所发射或吸收的能 量
E = h NA = h c NA