根據物質的(de)光(guang)(guang)譜(pu)來鑒(jian)別物質及確(que)定它的(de)化學組成(cheng)和相對含量的(de)方(fang)法叫光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)。其優點(dian)是靈敏，迅速(su)。歷史(shi)上曾通(tong)過(guo)光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)發(fa)現了許多新(xin)元素，如銣，銫，氦等(deng)。根據分(fen)(fen)析(xi)原(yuan)理光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)可分(fen)(fen)為(wei)發(fa)射光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)與(yu)吸(xi)收光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)二(er)種；根據被(bei)測(ce)成(cheng)分(fen)(fen)的(de)形(xing)態可分(fen)(fen)為(wei)原(yuan)子(zi)光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)與(yu)分(fen)(fen)子(zi)光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)。光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)的(de)被(bei)測(ce)成(cheng)分(fen)(fen)是原(yuan)子(zi)的(de)稱(cheng)為(wei)原(yuan)子(zi)光(guang)(guang)譜(pu)，被(bei)測(ce)成(cheng)分(fen)(fen)是分(fen)(fen)子(zi)的(de)則稱(cheng)為(wei)分(fen)(fen)子(zi)光(guang)(guang)譜(pu)。

發射(she)光(guang)譜分析是根據被測原子(zi)或分子(zi)在激發狀態下發射(she)的(de)特征(zheng)光(guang)譜的(de)強(qiang)度計(ji)算(suan)其(qi)含(han)量。

吸(xi)收(shou)光譜是根據待測元(yuan)素的特征光譜，通過樣品蒸汽(qi)中待測元(yuan)素的基態原(yuan)子(zi)吸(xi)收(shou)被測元(yuan)素的光譜后被減弱(ruo)的強度(du)計算其含(han)量。它符合郎珀-比爾定律：A= -lg I/I o= -lgT = KCL

式中(zhong)I為透(tou)射(she)(she)光強(qiang)度(du)，I0為發射(she)(she)光強(qiang)度(du)，T為透(tou)射(she)(she)比(bi)，L為光通(tong)過原(yuan)子(zi)化器光程由于(yu)L是不變值所以(yi)A=KC。

物理原理為：

任何元(yuan)素的原子(zi)都是由(you)原子(zi)核(he)和繞(rao)核(he)運動的電子(zi)組成的，原子(zi)核(he)外電子(zi)按其能量的高低分層分布而形成不同的能級，因此，一個(ge)原子(zi)核(he)可以具有多種能級狀態。

能(neng)(neng)量(liang)最低的能(neng)(neng)級(ji)狀(zhuang)態稱為(wei)基態能(neng)(neng)級(ji)（E0=0），其余能(neng)(neng)級(ji)稱為(wei)激發態能(neng)(neng)級(ji)，而能(neng)(neng)最低的激發態則稱為(wei)第(di)一激發態。正(zheng)常情況(kuang)下，原子處于基態，核外電子在各自能(neng)(neng)量(liang)最低的軌道(dao)上(shang)運動。

如果將一(yi)定外(wai)界(jie)能(neng)量如光(guang)(guang)(guang)能(neng)提供給該基(ji)態(tai)(tai)原(yuan)(yuan)子，當外(wai)界(jie)光(guang)(guang)(guang)能(neng)量E恰好等(deng)于該基(ji)態(tai)(tai)原(yuan)(yuan)子中基(ji)態(tai)(tai)和某一(yi)較高能(neng)級(ji)之間的(de)能(neng)級(ji)差(cha)E時，該原(yuan)(yuan)子將吸收(shou)(shou)這一(yi)特征波(bo)長的(de)光(guang)(guang)(guang)，外(wai)層電子由基(ji)態(tai)(tai)躍(yue)遷到相應的(de)激發態(tai)(tai)。原(yuan)(yuan)來(lai)提供能(neng)量的(de)光(guang)(guang)(guang)經(jing)分(fen)光(guang)(guang)(guang)后譜(pu)線中缺(que)少了一(yi)些特征光(guang)(guang)(guang)譜(pu)線，因而產生原(yuan)(yuan)子吸收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)。

電子(zi)躍(yue)遷(qian)(qian)到較(jiao)高能(neng)(neng)(neng)級以(yi)后處(chu)于激發(fa)(fa)(fa)態(tai)(tai)(tai)，但(dan)激發(fa)(fa)(fa)態(tai)(tai)(tai)電子(zi)是不穩定的(de)，大約經過10-8秒以(yi)后，激發(fa)(fa)(fa)態(tai)(tai)(tai)電子(zi)將(jiang)返回基(ji)態(tai)(tai)(tai)或(huo)其它(ta)較(jiao)低(di)能(neng)(neng)(neng)級，并將(jiang)電子(zi)躍(yue)遷(qian)(qian)時所吸(xi)(xi)收(shou)的(de)能(neng)(neng)(neng)量以(yi)光的(de)形式釋(shi)放出去，這個過程(cheng)稱(cheng)原子(zi)發(fa)(fa)(fa)射(she)光譜。可見原子(zi)吸(xi)(xi)收(shou)光譜過程(cheng)吸(xi)(xi)收(shou)輻(fu)射(she)能(neng)(neng)(neng)量，而原子(zi)發(fa)(fa)(fa)射(she)光譜過程(cheng)則(ze)釋(shi)放輻(fu)射(she)能(neng)(neng)(neng)量。

光譜分析儀

根(gen)據現代(dai)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)的工作原(yuan)理(li)(li)，光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)可(ke)以(yi)分為(wei)兩大類：經典光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)和新型(xing)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)。經典光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)是(shi)建立在空間(jian)色(se)(se)散原(yuan)理(li)(li)上的儀(yi)(yi)器(qi)(qi)：新型(xing)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)是(shi)建立在調(diao)制原(yuan)理(li)(li)上的儀(yi)(yi)器(qi)(qi)。經典光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)都是(shi)狹縫(feng)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)。調(diao)制光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)是(shi)非(fei)空間(jian)分光(guang)(guang)的，它采(cai)用圓(yuan)孔進(jin)光(guang)(guang)根(gen)據色(se)(se)散組(zu)件的分光(guang)(guang)原(yuan)理(li)(li)，光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)可(ke)分為(wei)：棱鏡光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)，衍射(she)光(guang)(guang)柵光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)和干涉光(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)(pu)儀(yi)(yi)。

光(guang)(guang)學多道OMA（OpTIcal MulTI-channel Analyzer）是近十(shi)幾年出現的(de)采(cai)用(yong)光(guang)(guang)子探測(ce)(ce)器(qi)（CCD）和(he)計(ji)算機控制(zhi)的(de)新型光(guang)(guang)譜(pu)分析(xi)儀器(qi)，它(ta)集(ji)信(xin)(xin)息采(cai)集(ji)，處(chu)理(li)，存儲諸功(gong)能于一(yi)體。由于OMA不再使用(yong)感(gan)光(guang)(guang)乳膠，避免和(he)省去(qu)了(le)(le)暗室(shi)處(chu)理(li)以及之后的(de)一(yi)系列繁瑣(suo)處(chu)理(li)，測(ce)(ce)量(liang)工(gong)作，使傳統的(de)光(guang)(guang)譜(pu)技術發生了(le)(le)根(gen)本的(de)改(gai)變，大大改(gai)善了(le)(le)工(gong)作條(tiao)件，提(ti)高了(le)(le)工(gong)作效率：使用(yong)OMA分析(xi)光(guang)(guang)譜(pu)，測(ce)(ce)盆準(zhun)確迅(xun)速，方便，且靈敏度高，響應(ying)(ying)時(shi)間快，光(guang)(guang)譜(pu)分辨率高，測(ce)(ce)量(liang)結果可立即從顯示屏上(shang)讀出或(huo)由打印機，繪圖儀輸出。它(ta)己被廣泛使用(yong)于幾乎所有(you)的(de)光(guang)(guang)譜(pu)測(ce)(ce)量(liang)，分析(xi)及研(yan)究工(gong)作中，特別適應(ying)(ying)于對微弱信(xin)(xin)號，瞬(shun)變信(xin)(xin)號的(de)檢測(ce)(ce)。

光譜分析儀工作原理

原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)發射(she)光(guang)譜分析(xi)是根(gen)據(ju)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)所發射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)譜來測定物質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學組分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。不(bu)同(tong)物質(zhi)由不(bu)同(tong)元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)所組成(cheng)，而(er)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)都包含著(zhu)一個(ge)結構(gou)緊密的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)核，核外(wai)圍繞著(zhu)不(bu)斷運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)。每個(ge)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)處(chu)于(yu)(yu)(yu)一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)級上(shang)，具有(you)一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)。在正常(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下，原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)處(chu)于(yu)(yu)(yu)穩(wen)定狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)，它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)是最低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這種(zhong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)稱(cheng)(cheng)為(wei)基態(tai)。但當(dang)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)受到(dao)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)（如熱能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)等）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用時，原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)由于(yu)(yu)(yu)與高速(su)運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣態(tai)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)和電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)相互碰(peng)撞(zhuang)而(er)獲(huo)得(de)了能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)，使原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)中(zhong)外(wai)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)從基態(tai)躍(yue)(yue)遷到(dao)更高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)級上(shang)，處(chu)在這種(zhong)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)稱(cheng)(cheng)激(ji)(ji)發態(tai)。電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)從基態(tai)躍(yue)(yue)遷至(zhi)激(ji)(ji)發態(tai)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)稱(cheng)(cheng)為(wei)激(ji)(ji)發電(dian)(dian)(dian)位，當(dang)外(wai)加的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)足夠大時，原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)脫離(li)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)核的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)束縛力，使原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)成(cheng)為(wei)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，這種(zhong)過程稱(cheng)(cheng)為(wei)電(dian)(dian)(dian)離(li)。原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)失(shi)去一個(ge)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)成(cheng)為(wei)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)時所需(xu)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)稱(cheng)(cheng)為(wei)一級電(dian)(dian)(dian)離(li)電(dian)(dian)(dian)位。離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)層(ceng)電(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)也能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)被(bei)激(ji)(ji)發，其(qi)所需(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)即為(wei)相應離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)發電(dian)(dian)(dian)位。處(chu)于(yu)(yu)(yu)激(ji)(ji)發態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)是十分不(bu)穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，在極短的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間內便(bian)躍(yue)(yue)遷至(zhi)基態(tai)或其(qi)它較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)級上(shang)。

當原子從較(jiao)高能(neng)(neng)(neng)級(ji)躍(yue)遷到基態或其它較(jiao)低(di)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)級(ji)的(de)(de)過程中(zhong)，將釋(shi)放出多余的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)，這種能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)是以一定(ding)波(bo)長的(de)(de)電磁波(bo)的(de)(de)形式輻射(she)出去的(de)(de)，其輻射(she)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)可用下式表示：（1）E2、E1分(fen)別為高能(neng)(neng)(neng)級(ji)、低(di)能(neng)(neng)(neng)級(ji)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)，h為普朗克（Planck）常數；v及(ji)λ分(fen)別為所(suo)發射(she)電磁波(bo)的(de)(de)頻(pin)率及(ji)波(bo)長，c為光在真(zhen)空中(zhong)的(de)(de)速度。

每一(yi)(yi)條所發(fa)(fa)射(she)的(de)(de)(de)譜(pu)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)波長(chang)，取(qu)決(jue)于躍遷前后兩個能級(ji)之差。由于原子的(de)(de)(de)能級(ji)很多，原子在被激發(fa)(fa)后，其外層(ceng)電子可有不同(tong)的(de)(de)(de)躍遷，但這些(xie)(xie)躍遷應(ying)遵循一(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)規則(ze)（即“光(guang)譜(pu)選(xuan)律”），因(yin)此(ci)對(dui)特(te)定(ding)(ding)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)原子可產(chan)生一(yi)(yi)系列不同(tong)波長(chang)的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)光(guang)譜(pu)線(xian)(xian)，這些(xie)(xie)譜(pu)線(xian)(xian)按一(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)順(shun)序排列，并保持(chi)一(yi)(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)強度比例(li)。光(guang)譜(pu)分析就是(shi)(shi)從(cong)識別這些(xie)(xie)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)特(te)征(zheng)光(guang)譜(pu)來(lai)鑒別元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)存(cun)在（定(ding)(ding)性分析），而這些(xie)(xie)光(guang)譜(pu)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)強度又與試樣中該元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)有關，因(yin)此(ci)又可利用這些(xie)(xie)譜(pu)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)強度來(lai)測定(ding)(ding)元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)（定(ding)(ding)量(liang)分析）。這就是(shi)(shi)發(fa)(fa)射(she)光(guang)譜(pu)分析的(de)(de)(de)基(ji)本依據。

光(guang)譜分析儀有什么用(yong)途

光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)，又稱分(fen)光(guang)儀(yi)(yi)，廣泛為認(ren)知的(de)(de)為直讀光(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)。以光(guang)電(dian)(dian)倍增管等光(guang)探測器測量譜(pu)線不同波(bo)長位置(zhi)強(qiang)度的(de)(de)裝置(zhi)。其構造由一個入射(she)狹(xia)縫，一個色散系統，一個成(cheng)像系統和一個或多個出(chu)射(she)狹(xia)縫組成(cheng)。以色散元(yuan)件將輻(fu)射(she)源的(de)(de)電(dian)(dian)磁輻(fu)射(she)分(fen)離出(chu)所需要的(de)(de)波(bo)長或波(bo)長區(qu)域(yu)，并(bing)在選定的(de)(de)波(bo)長上（或掃描某一波(bo)段）進行強(qiang)度測定。分(fen)為單色儀(yi)(yi)和多色儀(yi)(yi)兩種。

構成

一臺典型的光譜儀主要由一個(ge)光學平臺和一個(ge)檢測系統(tong)組成(cheng)。包括以下幾個(ge)主要部(bu)分(fen)：

1. 入射狹縫：在入射光的照(zhao)射下形成光譜(pu)儀成像(xiang)系統的物(wu)點(dian)。

2. 準直元(yuan)(yuan)件(jian)：使狹縫(feng)發出(chu)的光線變為平行光。該準直元(yuan)(yuan)件(jian)可以是一獨立(li)的透鏡、反(fan)射鏡、或(huo)直接集成在(zai)色散(san)元(yuan)(yuan)件(jian)上，如凹(ao)面(mian)光柵光譜儀中的凹(ao)面(mian)光柵。

3. 色散元(yuan)件：通常采用光(guang)柵(zha)，使光(guang)信號在空(kong)間上按波(bo)長分散成(cheng)為多條光(guang)束。

4. 聚焦元件：聚焦色(se)散后的光(guang)束(shu)，使其(qi)(qi)在(zai)焦平(ping)面上形成一(yi)系(xi)列(lie)入射狹縫的像，其(qi)(qi)中每一(yi)像點對(dui)應于一(yi)特定波長。

5. 探(tan)測器(qi)陣(zhen)列：放(fang)置(zhi)于(yu)焦平面，用于(yu)測量各(ge)波(bo)長像點的光強(qiang)度。該探(tan)測器(qi)陣(zhen)列可以是CCD陣(zhen)列或其(qi)它種類的光探(tan)測器(qi)陣(zhen)列。

主要應用范圍

光(guang)譜(pu)(pu)儀應用(yong)很廣(guang)，在(zai)農業(ye)、天文(wen)、汽車(che)、生(sheng)物、化學(xue)、鍍膜(mo)、色度計(ji)量、環境(jing)檢測(ce)(ce)(ce)、薄(bo)膜(mo)工業(ye)、食(shi)品、印刷(shua)、造紙、喇(la)曼光(guang)譜(pu)(pu)、半導(dao)體工業(ye)、成分檢測(ce)(ce)(ce)、顏(yan)色混合(he)及匹配、生(sheng)物醫學(xue)應用(yong)、熒光(guang)測(ce)(ce)(ce)量、寶石成分檢測(ce)(ce)(ce)、氧濃度傳感器、真空室鍍膜(mo)過程監(jian)控(kong)、薄(bo)膜(mo)厚度測(ce)(ce)(ce)量、LED測(ce)(ce)(ce)量、發射光(guang)譜(pu)(pu)測(ce)(ce)(ce)量、紫外/可(ke)見吸收光(guang)譜(pu)(pu)測(ce)(ce)(ce)量、顏(yan)色測(ce)(ce)(ce)量等(deng)領域應用(yong)廣(guang)泛。

（來源：網絡，版(ban)權歸原(yuan)作者，若(ruo)有侵權請聯(lian)系刪除）