I
e « a
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nm
I0 A lg I
I0
I
I 0, d
K L
e
0
I 0, d
e 0
e
0
I d
I 0, e K L d
A lg

e

e
0
0
I 0, e
d
当 e « a ， K K0
子的跃迁均产生数条吸收谱线。这种由于谱线分裂而
造成谱线变宽称为场致变宽。 在原子吸收分析中，场致变宽不是主要的变宽原因。 4、自吸变宽
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四、原子吸收光谱的测量
1、积分吸收测量法
K d
e2
mc
N0 f
K：吸收系数； e：电子电荷； m：电子质量； c：光速； N0：基态原子数； f：振子强度
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二、定量分析的依据——N0 vs Ni
N0
原子化 高温
N总 待测元素分子
Ni
特征 频率光
基态原子蒸汽
激发态原子
高温，热激发 不希望发生的过程
N总 = N0 + Ni
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二、定量分析的依据——N0 vs Ni
gi e Ni E 0 N0 g0 e kT
AAS定量分析的依据：
A lg

e
e
0
I 0, d
e
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K0 L 0
I 0, d
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lg
1 e
K0L
0.43K 0 L
A 0.43K0 L
Doppler broadening dominate
2 ln 2 e2 A 0.43 N0 f L D mc
局限性：难熔元素、非金属元素测定困难；不 能同时测定多种元素（？）
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§4-2
Principles
一、原子吸收光谱的产生
En E1 M*
E h
Resonance lines 共振线
Which are the result of transitions from the ground state to upper levels.
0
K d KN
K d KN
测量绝对值，不需要标准样品
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例：一块宽度为50mm，刻线数为600条/mm的光栅，它 的一级光栅的分辨率为多少？在600 nm附近的两条谱线的距 离为多少？ 若=10-3nm，所需的单色器分辨率为多少？
热变宽： = 0.001
2、碰撞变宽（collision or pressure effects） 激发态原子与其它粒子间的相互碰撞而产生
的谱线变宽
原因：激发态的平均寿命降低 与同种粒子碰撞 —— 共振变宽 与异种粒子碰撞 —— Lorentz变宽
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3、场致变宽（electric and magnetic field effect）、 塞曼效应（Zeeman effect） 在强磁场作用下，原子的电子能级将会分裂，使每一原
I0
基态 原子蒸汽
I
用透射光强度 I 对频率 作图：
I
I0 I
0

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用吸收系数 k 对频率 作图：
K0 K K0 2

0 : 中心频率 K0 : 中心吸收系数
: 半宽度(谱线宽度)

吸收谱线轮廓示意图

中心频率由什么因素决定？
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无外界条件影响时的谱线宽度称为自然宽度，约 10–5 nm.
K d KN
若用连续光谱作光源，测量绝对值
吸收线： = 0.001
1. 需要高分辨单色器
2. 高的信噪比
光源： = 0.01
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2、峰值吸收法
I0
Walsh, A. 1955 测量相对值，较容易实现
Intensity
I0
I0 A lg I
锐线光源
0, a 0, e
Atomic Absorption Spectrometry
原子吸收光谱法
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Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
§4-1 概述
§4-2
§4-3
基本原理
原子吸收光谱法的仪器Fra bibliotek§4-4§4-5
实验技术和分析方法
灵敏度与检出限
§4-6
干扰效应及其消除方法
M Absorption
E0
原子吸收光谱位于紫外－可见区
The lifetime of an excited state is short, typically 10–7–10–8 s.
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Atomic absorption spectrum for sodium.
Energy level diagram for sodium.
一般地，激发态原子平均寿命越长，谱线越窄.
外界因素影响下，谱线宽度约为10–3 nm. 1、多普勒变宽（Doppler effect） 2、碰撞变宽（collision effects）
共振变宽和劳伦茨变宽
3、场致变宽（electric and magnetic field effect）或称为塞曼效应（Zeeman effect）
4、自吸变宽
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1、多普勒变宽（热变宽）
Detector
0
0
10–5 nm
Detector
> 0
< 0
Detector
< 0
> 0 0 d
(1 ~ 5) × 10-3 nm
Doppler broadening: 0 d
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§4-1
Generalization
原子吸收光谱法：是基于气态基态原子对待测元
素的特征谱线的吸收作用而进行定量分析的方法
光源
原子化器
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AAS的特点： (1) 灵敏度高，检出限低 (2) 精确度高 (3) 选择性好 (4) 应用广，可测定70多个元素 (5) 仪器简单，操作简便，价格低廉

Ei kT
Ei gi Ni e kT N0 g0
T↑， Ni / N0 ↑ ，即Ni随T升高而增加 T一定，Ei↓ ，Ni /N0↑ 原子化温度低于3000K，大多数元素主共振线小于600nm ( Ni / N0) < 10-3 I
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N0 = N总 N0
三、原子吸收谱线的轮廓 Atomic line widths