• 3D3
L=0， S=0， M=1， J=0 L=1， S=0， M=1， J=1 L=2， S=0， M=3， J=3
跃迁遵循选择定则：
• 1．主量子数n变化，Δn为整数，包括0。 • 2．总角量子数L的变化，ΔL=±1。 • 3．内量子数J变化，ΔJ=0，±1。但当J=0时， ΔJ=0的跃迁是禁戒的。 • 4．总自旋量子数S的变化，ΔS=0，即单重项只跃迁到单重项，三重项只跃迁到三
第二节，原子光谱和分子光谱 光谱法可分为原子光谱法和分子光谱法。
原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。由若干条 强度不同的谱线和暗区相间而成的光谱。
属于这类分析方法的有原子发射光谱法（AES）、原子吸收光谱法（AAS），原子荧光光谱法 （AFS）以及X射线荧光光谱法（XFS）等。
1.2 ×10-7~1.2 ×10-9
分子振动能级 分子转动能级 电子自旋能级或核自旋能级
根据能量高低，电磁波谱又可分为三个区域。
（1）高能辐射区 包括 r 射线区和 X 射线区。高 能辐射的粒子性比较突出。
（2）中能辐射区 包括紫外区、可见光区和红外 区，又称光学光谱区。
（3）低能辐射区 包括微波区和射频区，又称波 谱区。
λ =1 / σ
三、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.
光学 光谱 区
波谱区 r射线区 X射线区 远紫外区
近紫外区 可见光区
波长范围 ＜0.005nm 0.005~10nm 10~200nm
200~400nm 400~780nm
光子能量/eV ＞2.5 ×105 2.5 ×105~1.2 ×102 1.2 ×102~6.2
• 纳谱线：5889.96 Å
32S1/2----32P3/2
电磁辐射和电磁波谱
1
2020/11/26
1.什么是光学分析法
光学分析法是基于检测能量（电磁辐射）作用于待测物质后产生的辐射信号或所引起的变化的分析 方法。
这些电磁辐射包括从射线到无线电波的所有电磁波谱范围。电磁辐射与物质相互作用的方式有发射、 吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振等。
光学分析方法及其特点：
• L=|l1+l2|，|l1-l2-1|，… |l1-l2|；同样， • S=0，±1，±2，…±S；及 • J=（L+S），（L+S-1），（L+S-2），…（L-S）。L≥S，J共有（2S+1）个。若L
＜S，J共有（2L+1）。
当四个量子数确定之后，原子的运动状态就确定
• 1S0 •
• 1P1 •
三个基本过程：
• （1）能源（电磁辐射： 射线～无线电波）提供能量（辐射能-跃迁：电子跃迁-紫外， 振动跃迁-红外，转动跃迁-微波）；
• （2）能量与被测物之间的相互作用（发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等） ；
• （3）产生信号（辐射信号） 。 基本特点：
• （1）所有光分析法均包含三个基本过程； • （2）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）； • （3）涉及大量光学元器件。
普朗克方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系在一起。
粒子性
E h h c hc
普朗克常数 h ＝6.6262×10-34J·s
c：光速 (3.0×1010 cm ·s-1)；λ：波长(cm)； ：频率(Hz或s-1)；σ：波数(cm-1) ； E ：能量(ev或J)； h：普朗克常数6.63 ×10-34J ·s或４.136 ×10-15ev.s P8:例2-1
基于物质发射的电磁辐射或电磁辐射与物质的相互作用所建立起来的一类分析方法，广义 上均称为光分析法。
电磁辐射具有波粒二象性。以巨大速度通过空间，不需要以任何物质作为 传播媒介 的一种能量。
电磁辐射是高速通过空间的光子流，通常简称为“光”。 电磁辐射范围： 射线～无线电波所有范围； 相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等； 光学分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他方法不可区代的地位！
重项。
例如：钠原子，核外电子组成为： （1S）2（2S）2（2P）6（3S）1
• 此时光谱项为： • 32S1/2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ示n=3 L=0 S=1/2 M=2 J=1/2,
--------为基态光谱项。
•
32P3/2
n=3 L=1 S=1/2 J=3/2
•
32P1/2
n=3 L=1 S=-1/2 J=1/2
一、原子光谱． 原子的能级与能级图
1．光谱项 原子光谱是由原子外层的价电子在两能级间跃迁而产生的，原子的能级通常用光谱项符号来
表示：
n2S+1LJ or n M LJ n为主量子数；L为总量子数；S为总自旋量子数；J为内量子数。M=2S+1,称为谱线的多重性
。J又称光谱支项。
– 每个量子数的取值分别为： • n =1，2，3 ，…； • L=∑lI ，l=0，1，2，…； • S=∑ms，i ms=±1/2； • J=L+S. • 因为取矢量和，而
波数—1 cm内波的振动次数：单位cm-1
=1/
波速v—电磁波传播的速度，真空中等于光速
c= =3×1010cm·s-1
之间的关系为：
＝C ∕
波动性 波长
频率
c光速＝2.9979×108m·s-1 ＝2.9979×1010cm·s-1
二、电磁辐射的粒子性
粒子性 根据量子理论，电磁辐射是在空间高速 运动的光量子流。
一、电磁辐射的波动性
波动性 电磁辐射的波动性表现为电磁辐射的 衍射和干涉现象。
电磁波用周期、频率、波长、波数和波速参数来表征
周期T —两个相邻矢量极大（或极小）通过空间某固定点所需的时间间隔叫做辐射的周期：单位秒（S）
频率—每秒钟内电磁场振荡的次数：单位赫（Hz）
波长—电磁波相邻两个波峰或波谷间的距离：cm.m.nm
6.2~3.1 3.1~1.7
能级跃迁类型 原子核能级
内层电子能级
原子的电子能级或 分子的成键电子能级
近红外区 中红外区
远红外区 微波区
射频区
0.78~2.5 μm 2.5~50 μm
50~1000 μm 0.1~100cm
1~1000m
1.7~0.5 0.5 ~0.025
2.5 ×10-2~1.2 ×10-4 1.2 ×10-4~1.2 ×10-7