真空中波长、波数和频率的关系为:
光速＝光的频率×波长 c
波数＝1/波长
1 c
→ 单位长度内波的振动次数
11
(2)光的微粒性
• 光的微粒性用每个光子具有的能量 E作为表征，光子的能量与频率成 正比，与波长成反比。
• 与频率、波长和波数的关系为：
Ehhc hc
• 光的波长越短、频率越高，能量越大
• 主要讨论近紫外区、可见区和 中红外区、远红外区的电磁波 谱与物质的定性和定量关系。
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三、电磁辐射与物质相互作用
（一）常见作用 （二）光的基本术语 （三）光与物质的相互作用
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（一）常见作用
吸收
发射
荧光 磷光
散射 →拉曼
透射、 反射折射 散射
衍射 旋光
物质能量变化 物质能量不变化
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（二）光的基本术语 • 单色光：
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2. 光谱分析法
（spectroscopic analysis） • 利用物质的光谱进行定性、定量和
结构分析的方法称为光谱分析法， 简称光谱法。
• 光谱法种类很多，吸收、发射、散 射是光谱法的三种基本类型，应用 甚广，是现代分析化学的重要组成 部分。
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非光谱法
• 非光谱法是指那些不以光的波长为 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、 衍射和偏振）的变化的分析方法。 这类方法主要有折射法，旋光法， 浊度法，X射线衍射法。
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二、原子光谱法和分子光谱法
• 原子光谱法 • 分子光谱法
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原子光谱法 （atomic spectroscopy）
（1）定义：以测量气态原子或离子外层电子 能级跃迁所产生的原子光谱为基础的成分 分析方法。
（2）起源：能级跃迁 （3）特点：线状光谱，只反映原子或离子的
性质，与来源的分子状态无关。 （4）应用：确定试样物质的元素组成和含量。
光谱（Raman光谱法 ）
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一、光谱法和非光谱法 • 光谱法
1. 光谱 2. 光谱分析法 • 非光谱法
28
光谱法
1. 光谱（spectrum）
• 当物质与辐射能相互作用时，物质 内部的电子、质子等粒子发生能级 跃迁，记录所产生的辐射能强度随 波长（或相应单位）的变化，所得 图谱称为光谱（波谱）。
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• 光的波动性体现在光与物质相互作 用产生的反射、折射、干涉、衍射 以及偏振等现象。
• 光的微粒性体现在光与物质相互作 用产生的吸收、发射、热辐射、光 电效应、光压等现象以及光的化学 作用等方面。
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二、电磁波谱
1．电磁辐射的吸收 2．电磁辐射的发射 3．电磁波谱
14
1．电磁辐射的吸收： • 指辐射（复合光）通过某些透明物
第二章
光学分析法概论
药物分析教研室
1
讲授提纲
•概 述
• 电磁辐射和电磁波谱 • 光学分析法分类 • 光谱分析法发展概况
2
概述
1．光的定义 2．光学分析法定义 3．光学分析法包含的
三个主要过程
3
• 光是一种电磁辐射。 电磁波 量子流
4
光学分析法：
• 根据物质发射电磁辐射或物质对辐 射的相互作用，建立物质的浓度、 结构或某种性质与光学性质的关联， 并借以对物质作定性或定量测定的 一类分析方法。
（不能给出物质分子结构的信息）
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原子光谱法
（5）分析方法： 原子吸收光谱法 原子发射光谱法 原子荧光光谱法 Ｘ射线荧光光谱法
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分子光谱法 （molecular spectroscopy）
（1）定义：以测量分子转动能级、分子中 原子的振动能级（包括分子转动能级） 和分子电子能级（包括振－转能级）跃 迁所产生的分子光谱为基础的定性、定 量和物质结构分析的方法。
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• 互补色： 透射光和吸收光，按一定比例 混合即成白光。
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红橙
紫红
黄
蓝紫
黄绿
蓝 青蓝
绿 青
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第2节 光学分析法的分类
吸收光谱法
光谱分析法 发射光谱法
散射光谱法
光学分析法
折射法法
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• 光谱分析法和非光谱分析法 • 原子光谱法和分子光谱法 • 吸收光谱、发射光谱、散射
具有同一波长、同一光能量的光。 • 复合光：
由不同波长的光组合成的光。 • 紫外光：波长范围 200－400nm • 可见光：波长范围 400－760nm，
颜色由紫－蓝－青－绿－黄－橙－ 红，其复合光为白光。
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（三）光与物质的相互作用 • 复合光在与物质相互作用时，一些
波长的光被物质吸收，另一些波长 的光透过物质或被物质所反射。 • 透过物质的光（或反射光）能被人 眼观察到的即为物质呈现的颜色。 • 不同波长的光具有不同的颜色。因 此，物质的颜色由透射光（或发射 光）的波长所决定。
仪器分析法
5
• 光学分析法的三个过程： （1）由仪器设置的能源提供能
量照射至被测物质。 （2）能量与被测物质之间相互
发生作用。 （3）产生可被检测的讯号。
6
第1节电磁辐射和电磁波谱
一、电磁辐射 二、电磁波谱 三、电磁辐射与物质相互作用
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一、电磁辐射——电磁波
• 电磁辐射是一种以巨大速度通 过空间传播的光子流，具有波 粒二象性。
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• 吸收或发射的条件：
• 任一波长的光子能量（E）必 须与物质的原子或分子的能 级变化（ΔE）相等，才能被 吸收或发射。
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3．电磁波谱： • 定义：把电磁辐射按照波长或
顺序排列起来。 • 包括波长或能量的无限范围。
电磁波谱及其在仪器分析中的应用pg.6表2－1
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• 电磁辐射的产生和吸收是物质 内部运动的变化的一种客观反 映，电磁波谱内的所有波谱区 都可用于物质的分析测定。
质（固体、液体或气体）时，其中 某些频率被选择性吸收而使辐射强 度减弱的过程。 • 吸收的实质是电磁辐射的能量被转 移到了物质的原子或分子上，结果， 这些粒子由最低能态（基态）跃迁 到了较高的能态（激发态）。
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2．电磁辐射的发射： • 指物质吸收了外界的能量（包括电
能、热能、电磁辐射能、电子或其 它基本粒子轰击等），使处于激发 态的粒子（离子、原子或分子）在 返回到低能级或基态时，以电磁辐 射的形式释放出多余的能量。
• 从γ射线一直到无线电波都是 电磁辐射。
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• 光是电磁辐射的一种形式，是一 种电磁波，一种以巨大速度通过 空间而不需要任何物质作为传播 媒介的光子流，每个波段之间， 由于波长或频率不同，光子具有 的能量也不相同。
• 光具有波粒二象性。
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光的波动性 • 光的波粒二象性
光的微粒性
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(1)光的波动性： 光的波动性用波长λ(nm)、 波数 σ(cm－1)和频率υ(Hz)表征。