根據物質的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)來鑒(jian)別物質及確(que)定它的(de)(de)化學組成(cheng)和相對含量(liang)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)。其(qi)優點是靈敏(min)，迅速(su)。歷史上(shang)曾通過光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)發(fa)現了許多新元素(su)，如(ru)銣，銫，氦等。根據分(fen)析(xi)(xi)(xi)原理光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)可(ke)分(fen)為(wei)(wei)(wei)發(fa)射光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)與(yu)吸收光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)二種；根據被測成(cheng)分(fen)的(de)(de)形(xing)態可(ke)分(fen)為(wei)(wei)(wei)原子(zi)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)與(yu)分(fen)子(zi)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)。光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)分(fen)析(xi)(xi)(xi)的(de)(de)被測成(cheng)分(fen)是原子(zi)的(de)(de)稱為(wei)(wei)(wei)原子(zi)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)，被測成(cheng)分(fen)是分(fen)子(zi)的(de)(de)則稱為(wei)(wei)(wei)分(fen)子(zi)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)。

發射光譜(pu)分析是(shi)根據被測(ce)原子或分子在激發狀態下發射的(de)特(te)征光譜(pu)的(de)強度計算其(qi)含量。

吸收(shou)光(guang)譜(pu)是根據待測(ce)元素(su)的(de)特征光(guang)譜(pu)，通過樣品蒸汽中(zhong)待測(ce)元素(su)的(de)基態原子吸收(shou)被測(ce)元素(su)的(de)光(guang)譜(pu)后被減(jian)弱的(de)強(qiang)度計算其含量。它符合郎(lang)珀(po)-比爾定律：A= -lg I/I o= -lgT = KCL

式(shi)中I為透射光(guang)(guang)強度，I0為發射光(guang)(guang)強度，T為透射比，L為光(guang)(guang)通過原子化器光(guang)(guang)程(cheng)由(you)于(yu)L是不變值所以A=KC。

物理原理為：

任何元(yuan)素的(de)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)都是由(you)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核(he)和繞核(he)運動(dong)的(de)電子(zi)(zi)(zi)組(zu)成(cheng)的(de)，原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核(he)外(wai)電子(zi)(zi)(zi)按其(qi)能(neng)量(liang)的(de)高低分(fen)層分(fen)布而形成(cheng)不同的(de)能(neng)級(ji)，因(yin)此，一個原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核(he)可以具有多(duo)種能(neng)級(ji)狀態。

能(neng)量(liang)(liang)最(zui)低的能(neng)級狀(zhuang)態(tai)(tai)稱為基態(tai)(tai)能(neng)級（E0=0），其余能(neng)級稱為激(ji)發(fa)態(tai)(tai)能(neng)級，而(er)能(neng)最(zui)低的激(ji)發(fa)態(tai)(tai)則稱為第(di)一激(ji)發(fa)態(tai)(tai)。正常情況下，原(yuan)子處于基態(tai)(tai)，核外電子在各自能(neng)量(liang)(liang)最(zui)低的軌道上運動。

如果將(jiang)(jiang)一(yi)(yi)定外(wai)界能量如光(guang)能提(ti)供(gong)給該(gai)基態(tai)原子(zi)(zi)，當外(wai)界光(guang)能量E恰好等于該(gai)基態(tai)原子(zi)(zi)中基態(tai)和某一(yi)(yi)較高能級之間的能級差(cha)E時(shi)，該(gai)原子(zi)(zi)將(jiang)(jiang)吸收這一(yi)(yi)特(te)征波長的光(guang)，外(wai)層(ceng)電子(zi)(zi)由基態(tai)躍(yue)遷到相應的激發態(tai)。原來提(ti)供(gong)能量的光(guang)經(jing)分光(guang)后譜(pu)(pu)線中缺少了一(yi)(yi)些特(te)征光(guang)譜(pu)(pu)線，因而產生原子(zi)(zi)吸收光(guang)譜(pu)(pu)。

電(dian)子躍遷到較(jiao)高能(neng)(neng)級以后處(chu)于激(ji)發態(tai)(tai)，但激(ji)發態(tai)(tai)電(dian)子是(shi)不穩定的，大約經過10-8秒以后，激(ji)發態(tai)(tai)電(dian)子將返回(hui)基態(tai)(tai)或(huo)其它較(jiao)低能(neng)(neng)級，并(bing)將電(dian)子躍遷時所(suo)吸收(shou)的能(neng)(neng)量以光(guang)的形式(shi)釋放(fang)出去，這個過程稱原(yuan)子發射光(guang)譜(pu)。可見原(yuan)子吸收(shou)光(guang)譜(pu)過程吸收(shou)輻射能(neng)(neng)量，而原(yuan)子發射光(guang)譜(pu)過程則釋放(fang)輻射能(neng)(neng)量。

光譜分析儀

根據(ju)現代光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀器(qi)(qi)(qi)的(de)工作(zuo)原(yuan)(yuan)理(li)(li)，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀可以分(fen)為(wei)兩大類：經(jing)(jing)典光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀和(he)新(xin)型(xing)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀。經(jing)(jing)典光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀器(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)建立在(zai)空間(jian)色散原(yuan)(yuan)理(li)(li)上的(de)儀器(qi)(qi)(qi)：新(xin)型(xing)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀器(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)建立在(zai)調制(zhi)原(yuan)(yuan)理(li)(li)上的(de)儀器(qi)(qi)(qi)。經(jing)(jing)典光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀器(qi)(qi)(qi)都是(shi)(shi)狹縫光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀器(qi)(qi)(qi)。調制(zhi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀是(shi)(shi)非空間(jian)分(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)，它(ta)采(cai)用圓孔進(jin)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)根據(ju)色散組(zu)件的(de)分(fen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)原(yuan)(yuan)理(li)(li)，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀器(qi)(qi)(qi)可分(fen)為(wei)：棱鏡光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀，衍射光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)柵光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀和(he)干涉光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)儀。

光(guang)(guang)學(xue)多(duo)道OMA（OpTIcal MulTI-channel Analyzer）是近(jin)十幾年出(chu)現的采用(yong)(yong)光(guang)(guang)子探測(ce)(ce)器（CCD）和計算機(ji)控(kong)制的新型光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析儀器，它集信(xin)息采集，處理，存(cun)儲(chu)諸功(gong)能于一(yi)體(ti)。由(you)于OMA不再使用(yong)(yong)感光(guang)(guang)乳(ru)膠(jiao)，避免和省去了(le)(le)暗(an)室(shi)處理以及(ji)之后的一(yi)系列繁(fan)瑣處理，測(ce)(ce)量工作(zuo)(zuo)，使傳統(tong)的光(guang)(guang)譜(pu)技術(shu)發生了(le)(le)根(gen)本(ben)的改(gai)變，大(da)大(da)改(gai)善(shan)了(le)(le)工作(zuo)(zuo)條件，提(ti)高了(le)(le)工作(zuo)(zuo)效率：使用(yong)(yong)OMA分(fen)(fen)析光(guang)(guang)譜(pu)，測(ce)(ce)盆準確迅速，方便，且(qie)靈敏度高，響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)快，光(guang)(guang)譜(pu)分(fen)(fen)辨率高，測(ce)(ce)量結(jie)果可(ke)立即從顯示屏上(shang)讀出(chu)或由(you)打印機(ji)，繪(hui)圖儀輸(shu)出(chu)。它己被廣泛使用(yong)(yong)于幾乎所有(you)的光(guang)(guang)譜(pu)測(ce)(ce)量，分(fen)(fen)析及(ji)研究(jiu)工作(zuo)(zuo)中，特別適(shi)應(ying)于對微弱(ruo)信(xin)號(hao)，瞬變信(xin)號(hao)的檢測(ce)(ce)。

光譜分析儀工作原理

原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)發(fa)射光(guang)譜(pu)分析(xi)是(shi)根據原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)所(suo)(suo)發(fa)射的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)譜(pu)來測(ce)定(ding)(ding)(ding)物質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學組(zu)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。不同物質由不同元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)所(suo)(suo)組(zu)成(cheng)，而(er)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)都包含著一(yi)(yi)個結構緊密的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)核(he)(he)，核(he)(he)外圍繞著不斷運(yun)動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)。每個電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)處于一(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)上，具(ju)有(you)一(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)。在(zai)(zai)正常的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)處于穩(wen)定(ding)(ding)(ding)狀態(tai)，它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)是(shi)最低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這種狀態(tai)稱為(wei)基態(tai)。但當原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)受到能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)（如熱能(neng)(neng)(neng)(neng)、電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)等）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)時(shi)，原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)由于與高速運(yun)動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣態(tai)粒子(zi)(zi)(zi)(zi)和電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)相互碰撞而(er)獲得了能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)，使(shi)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)中外層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)從基態(tai)躍遷(qian)(qian)到更高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)上，處在(zai)(zai)這種狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)稱激(ji)(ji)發(fa)態(tai)。電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)從基態(tai)躍遷(qian)(qian)至激(ji)(ji)發(fa)態(tai)所(suo)(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)稱為(wei)激(ji)(ji)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)位，當外加的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)足(zu)夠大時(shi)，原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)脫離(li)(li)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)核(he)(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)束縛(fu)力，使(shi)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)成(cheng)為(wei)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)，這種過程稱為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)離(li)(li)。原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)失去一(yi)(yi)個電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)成(cheng)為(wei)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)時(shi)所(suo)(suo)需要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)稱為(wei)一(yi)(yi)級(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)離(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)位。離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)外層電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)也能(neng)(neng)(neng)(neng)被激(ji)(ji)發(fa)，其所(suo)(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)即為(wei)相應離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)位。處于激(ji)(ji)發(fa)態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)是(shi)十(shi)分不穩(wen)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，在(zai)(zai)極(ji)短的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間內便躍遷(qian)(qian)至基態(tai)或其它較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)級(ji)上。

當原子從(cong)較高能(neng)級躍遷(qian)到基態或其(qi)(qi)它(ta)較低(di)(di)的(de)能(neng)級的(de)過程中，將釋放出多余(yu)的(de)能(neng)量(liang)(liang)，這種能(neng)量(liang)(liang)是(shi)以一定波(bo)長的(de)電磁波(bo)的(de)形(xing)式輻射(she)出去的(de)，其(qi)(qi)輻射(she)的(de)能(neng)量(liang)(liang)可用下式表示：（1）E2、E1分別(bie)為(wei)高能(neng)級、低(di)(di)能(neng)級的(de)能(neng)量(liang)(liang)，h為(wei)普朗克(ke)（Planck）常數；v及(ji)λ分別(bie)為(wei)所發射(she)電磁波(bo)的(de)頻(pin)率及(ji)波(bo)長，c為(wei)光在真空中的(de)速度。

每(mei)一(yi)(yi)條所(suo)發(fa)射(she)的(de)譜(pu)線的(de)波長，取決于躍(yue)遷前(qian)后兩個能(neng)級(ji)(ji)之(zhi)差。由于原子(zi)的(de)能(neng)級(ji)(ji)很多，原子(zi)在(zai)被激發(fa)后，其外層電子(zi)可(ke)有不同的(de)躍(yue)遷，但這些(xie)(xie)(xie)躍(yue)遷應遵循一(yi)(yi)定的(de)規則（即“光(guang)譜(pu)選(xuan)律”），因(yin)(yin)此(ci)對特定元(yuan)(yuan)素的(de)原子(zi)可(ke)產生一(yi)(yi)系列不同波長的(de)特征(zheng)光(guang)譜(pu)線，這些(xie)(xie)(xie)譜(pu)線按一(yi)(yi)定的(de)順序排列，并保持一(yi)(yi)定的(de)強(qiang)度比例。光(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)就是(shi)(shi)從(cong)識別這些(xie)(xie)(xie)元(yuan)(yuan)素的(de)特征(zheng)光(guang)譜(pu)來(lai)(lai)鑒別元(yuan)(yuan)素的(de)存在(zai)（定性分(fen)(fen)析(xi)），而這些(xie)(xie)(xie)光(guang)譜(pu)線的(de)強(qiang)度又(you)與試樣中該元(yuan)(yuan)素的(de)含量有關，因(yin)(yin)此(ci)又(you)可(ke)利(li)用這些(xie)(xie)(xie)譜(pu)線的(de)強(qiang)度來(lai)(lai)測(ce)定元(yuan)(yuan)素的(de)含量（定量分(fen)(fen)析(xi)）。這就是(shi)(shi)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)分(fen)(fen)析(xi)的(de)基(ji)本依據。

光譜分析儀有(you)什么(me)用途

光譜(pu)儀，又稱(cheng)分光儀，廣泛為認知的為直讀光譜(pu)儀。以光電倍(bei)增管等光探測器(qi)測量(liang)譜(pu)線(xian)不同波(bo)長(chang)位置(zhi)強(qiang)度的裝置(zhi)。其構(gou)造由一個(ge)(ge)入射狹縫，一個(ge)(ge)色散系(xi)統，一個(ge)(ge)成像系(xi)統和一個(ge)(ge)或多個(ge)(ge)出(chu)射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出(chu)所需要的波(bo)長(chang)或波(bo)長(chang)區域，并(bing)在(zai)選定的波(bo)長(chang)上（或掃(sao)描某一波(bo)段）進行(xing)強(qiang)度測定。分為單色儀和多色儀兩種。

構成

一臺典型的(de)光(guang)譜(pu)儀(yi)主要由一個光(guang)學平臺和(he)一個檢測(ce)系統(tong)組成(cheng)。包括(kuo)以(yi)下幾個主要部分：

1. 入(ru)射狹(xia)縫(feng)：在入(ru)射光(guang)的照射下(xia)形成光(guang)譜儀成像系(xi)統(tong)的物點。

2. 準直(zhi)元件：使(shi)狹(xia)縫發(fa)出的光(guang)線變為平行光(guang)。該準直(zhi)元件可(ke)以(yi)是一(yi)獨(du)立的透鏡、反射鏡、或直(zhi)接(jie)集成在色散元件上(shang)，如凹面(mian)光(guang)柵光(guang)譜儀中的凹面(mian)光(guang)柵。

3. 色散(san)元件：通常采用光(guang)柵，使光(guang)信號在(zai)空間上按波長分散(san)成為多條光(guang)束。

4. 聚焦(jiao)元件：聚焦(jiao)色(se)散(san)后的光(guang)束，使其在焦(jiao)平面(mian)上形成一系列入射(she)狹縫的像(xiang)，其中每一像(xiang)點對應于一特定波長。

5. 探測器陣列(lie)(lie)：放置于焦平(ping)面(mian)，用(yong)于測量各波長(chang)像點的光強(qiang)度。該探測器陣列(lie)(lie)可以(yi)是CCD陣列(lie)(lie)或其(qi)它種類的光探測器陣列(lie)(lie)。

主要應用范圍

光譜(pu)儀(yi)應(ying)用(yong)很廣(guang)，在農(nong)業(ye)、天文、汽(qi)車、生物(wu)、化學、鍍膜、色度(du)計量(liang)、環境檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)、薄(bo)膜工業(ye)、食(shi)品、印刷(shua)、造紙、喇曼光譜(pu)、半導(dao)體工業(ye)、成分檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)、顏(yan)色混合及匹配、生物(wu)醫學應(ying)用(yong)、熒光測(ce)(ce)(ce)量(liang)、寶石成分檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)、氧濃度(du)傳(chuan)感器、真(zhen)空室(shi)鍍膜過程監控(kong)、薄(bo)膜厚度(du)測(ce)(ce)(ce)量(liang)、LED測(ce)(ce)(ce)量(liang)、發射(she)光譜(pu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)、紫外/可見吸收光譜(pu)測(ce)(ce)(ce)量(liang)、顏(yan)色測(ce)(ce)(ce)量(liang)等領域(yu)應(ying)用(yong)廣(guang)泛。

（來源：網絡，版權歸原作(zuo)者(zhe)，若(ruo)有侵(qin)權請(qing)聯系刪除）