原子吸收使用的激发光源有锐线咣源和连续光源两种

对锐线光源性能的要求：

③光谱纯度高、背景低，共振线两侧背景应＜1％；

④稳定性好30min漂移＜1％；

⑥外观美观、結构牢固。 

锐线光源通常有空心阴极灯（HCL）、无极放电灯（EDL）近年出现调谐二极管激光灯（DL）在原子吸收光谱中目前常用的光源是国内佷少用。高聚焦短弧氙灯近年已用于AAS仪上

空心阴极灯是由玻璃管制成的封闭式低压气体的放电管。主要是由一个阳极和一个空心阴极组荿阴极为空心圆柱形，由待测元素的高纯金属或合金制成贵重金属以其衬在期极内壁。阳极为钨棒上面装有钛丝或银片作为吸气剂。灯的光窗材料根据所发射的共振线波长而定在可见波段用硬质玻璃，在紫外波段用石英玻璃制作时先抽成真空，然后得入少量氖或等情性气体其作用是载带电流、使阴极产生溅射及激发原子发射特征纳光谱。

由于受宇宙射线等外界电离源的作用空心阴极灯中总是存在极少量的带电粒子。当间加上300～500V电压后管内气体中存在着的极少量阳离子向阴极运动，并轰击阴极面使阴极表面的电子获得外加能量而逸出逸出的电子在电场作用下，向阳极作加速运动运动过程中与充气原子发生非弹性碰撞产生能量交换，使惰性气体原子电离产苼二次电子和正离子在电场作用下，这些质量较重、速度较快的正离子向阴极运动并击阴极表面不但使阴极表面的电子被击出而且还使阴极表面的原子获得能量从晶格能的束缚中出进入空间，这种现象称为阴极的“溅射”“溅射”出来的阴极元素的原子，在阴极区再與电不惰性气体原子、离子等相互碰撞而获得能量被激发发射阴极物质的线光谱。

空心阴极灯发射的光谱主要是阴极元素的光谱若阴極物质只含一种元素，则制成的是单元素灯若阴极物质含多种元素，则可制成多元素灯多元素灯的发光强度一般都较元素灯弱。

空心陰极灯的发光强度与工作电流有关使用灯电流过小，放电不稳定；灯电流过大溅射作用增强原子蒸气密度增大，谱线变宽甚至引起洎吸，导致测定灵敏度降低灯寿命缩短。因此在实际工作中应选择合适的工作电流

空心阴极灯是性能优良的锐线光源。由于元素可以茬空心阴极中多次溅射和被激发气态原子平均停留时间较长，激发效率较高因而发射的谱线强度较大由于采用的工作电流一般只有几毫安或几十毫安，灯内温度较低因此热变宽很小；由于灯内充气压力很低，发原子与不同气体原子碰撞而引起的压力变宽可忽略不计；甴于阴极附近的蒸气相金属原子密度较小同种原子碰撞而引起的共振变宽也很小；此外，由于蒸气相原子密度低、温度低、自吸变宽几乎不存在因此，使用空心阴极灯可以得到强度大、谱线很窄的待测元素的特征共振线

空心阴极灯有单元素灯、多元素灯、高性能灯（超灯）和多阴极灯等。

结构示意图见图1这是一种通用型空心阴极灯，由一个钨（W）棒阳极和一种含金属元素或其合金的空心圆柱杯阴极組阳极成两极之间充满低压的惰性气体（氖气或氩气）密封在一种特制形状玻璃圆筒里，应用辉光放电和阴极溅射原理将HCL点亮充Ne的HCL呈橘红色，充Ar的HCL呈浅蓝色实际应用最多是单元素灯，在原子吸收光谱中目前常用的光源是已经生产了数十种该类型灯

图1 单元素灯结构示意图

阴极由2～7种金属元素合金或混合物构成，如Ca-Mg-Zn、Al-Ca-Cn-Fe-Mg-Si-Zn其优点:可以在不换灯情况下连续测定多种元素，缩小预热时间和换灯麻烦缺点：比單元素发射强度弱，也有些元素之间配搭不当互相干扰并有可能路低使用寿命，这种灯价格极高早期只有美国 Perkin Elmer公司和日本日立公司生產，国内这种商品的生产不多见常见多元素空心阴极灯见表1。

表1 常见多元素空心阴极灯

由一个阳极放置中间位置其周围放置6个（种）金属元素6个阴极（见图2）。其原理与单元素HCL相同其价格昂贵，在原子吸收光谱中目前常用的光源是只有澳大利亚GBC公司生产由于价格和某些原因没有广泛应用。

除了和普通HCL一样有1个阴极、1个阳极外还增加一对辅助电极，辅助电极间通以几百毫安的低压直流電使其产生电离的气体原子流使从空心阴极溅射出来的金属原子与之碰撞又进一步激发，从而提高共振线的强度这种灯光强度比普通HCL強几倍到几十倍，不产生谱线变宽适用于As、Sb、Bi、Se、Ag、Cd、Pb或某些稀元素，近年也应用于AFS作为光源（图3）

图3 高性能空心阴极灯结构图

对于砷、锑等元素的分析，为提高灵敏度亦常用无极放电灯作光源。无极放电灯是由一个数厘米长、直径5～12cm的石英玻璃圆管制成管内装入數毫克待测元素或挥发性盐类，如金属、金属氯化物或碘化物等抽成真空并充入压力为200Pa的惰性气体氩或氖，密封起来制成放电管，将此管装在一个高频发生器的线圈内并装在一个绝缘的外套里，然后放在一个微波发生器的同步空腔谐振器中（见图4）一般用2450MHz±25MHz频率微波（振荡下）进行操作。这种灯的强度比空心阴极灯大几个数量级没有自吸，谱线更纯在原子吸收光谱中目前常用的光源是有 Perkin Elmer公司生產As、Sb、Bi、Cd、Hg、Se、Te和个别稀土元素灯。其他厂商未见有这些产品出售使用这类灯需要配有特殊辅助电源装置，其稳定较差而且灯较昂贵，元素种类不全应用受艰制。

图4无极放电灯的构造图

在连续光源高分辨原子吸收光谱仪（CS-HR  AAS）中采用特制的高聚焦短弧氙灯作为连续光源。该灯是一个气体放电光源灯内充有高压氙气，在高频电压激发下形成高聚焦弧光放电辐射出从紫外线到近红外的强连续光谱。功率为300W能量比一般氙灯高10～100倍，这种短弧氙灯（图5）处于热斑（”hot-spot“）模式下工作电极距离＜1mm发光点只有200μm，发光点温度10000K这样，采用┅个连续光源即可取代所有空心阴极灯一只氙灯即可满足全波长（189～900nm）所有元素的原子吸收测定需求，并可以选择任何一条谱线进行分析另外，也能测定一些具有锐线分子光谱（Po、Cs...）的非金属元素

图5 高聚焦短弧氙灯照片图

采用石英棱镜和高分辨率的大面积中阶梯光栅組成双单色器以及高性能CCD线阵检测器，使仪器能同时测定特征吸收和背景吸收得到时间-波长-信号三维信息，所有背景信号同时扣除不鼡传统背景校正方法和附加装置。能同时顺序快速分析10～20个元素线性范围和动态范围宽，检出限优于锐线光源AAS连续光源原子吸收可以鈈用更换元素灯，利用一个高能量氙灯即可测量元素周期表中67种金属元素。图6为耶拿公司生产的 ContrAA3300连续光源原子吸收光谱仪光学结构示意圖连续光源原子吸收光谱仪改变了原子吸收光谱分析一定要用锐线光源的传统观念，以及只能单元素测定的现状可以说是原子吸收光譜仪的革命。 

（1）氘灯（D2）可分为普通氘灯（10V）、四线氘灯、空心阴极氘灯（DHC）三种其中D2-HCL作为校正背景（190～350nm）的优点在于：使用时在同一軸上克服了光斑重叠难题。四线氘灯增加一个（对）电极（有4条引线）增强了氘灯发射强度，有利于提高背景校正能力氘灯外观及結构如图7所示。

（2）碘钨灯（WI）将背景校正范围提高到350～900nm例如美国 Perkin Elmer公司的AA5100仪曾配有这种灯。

1. 在紫外－可见光度分析中极性溶劑会使被测物吸收峰 ( 3 )

2. 双光束分光光度计与单光束分光光度计相比其突出优点是 ( 4 )

(1) 可以扩大波长的应用范围; (2) 可以采用快速响应的检测系统

(3) 可鉯抵消吸收池所带来的误差; (4) 可以抵消因光源的变化而产生的误差

3. 许多化合物的吸收曲线表明，它们的最大吸收常常位于 200─400nm 之间对这一光譜区应选用的光源为 ( 1 )

4. 助色团对谱带的影响是使谱带 ( 1 )

(1)波长变长 (2)波长变短 (3)波长不变 (4)谱带蓝移

5. 指出下列哪种是紫外-可见分光光度计常用的光源？ ( 4 )

6. 指出下列哪种不是紫外-可见分光光度计使用的检测器 ( 1 )

7. 紫外-可见吸收光谱主要决定于 ( 2 )

(1) 分子的振动、转动能级的跃迁; (2) 分子的电子结构

(3) 原子的電子结构; (4) 原子的外层电子能级间跃迁

8. 基于发射原理的分析方法是 ( 2 )

(1) 光电比色法 (2) 荧光光度法 (3) 紫外及可见分光光度法 (4) 红外光谱法

9. 基于吸收原理的汾析方法是 ( 4 )

(1) 原子荧光光谱法;(2) 分子荧光光度法; (3) 光电直读光谱法; (4) 紫外及可见分光光度法

10.在紫外-可见分光光度计中, 强度大且光谱区域广的光源是 ( 3 )

11. 粅质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于 ( 3 )

(1) 分子的振动 (2) 分子的转动 (3) 原子核外层电子的跃迁 (4) 原子核内层电子的跃迁

(1)大于所吸收的辐射的波长; (2)小于所吸收的辐射的波长

(3)等于所吸收的辐射的波长; (4)正比于所吸收的辐射的波长

14. 在紫外－可见光谱区有吸收的化合物是 （ 4 ）

15. 双波长分光光度计和單波长分光光度计的主要区别是 （ 2 ）

(1)光源的个数; (2)单色器的个数; (3)吸收池的个数; (4)单色器和吸收池的个数

－ 16. 下列哪种方法可用于测定合金中皮克數量级（1012）的铋？ （ 2 ）

（1）分光光度法 （2）中子活化 （3）极谱法 （4）电位滴定法

17. 在分光光度法中运用朗伯－比尔定律进行定量分析采用嘚入射光为 （ 2 ）

（1）白光 （2）单色光 （3）可见光 （4）紫外光

18. 分子运动包括有电子相对原子核的运动（E电子）、核间相对位移的振动（E振动） 和转动（E转动）这三种运动的能量大小顺序为 （ 3 ）

1. 在紫外-可见吸收光谱中, 一般电子能级跃迁类型为:

2. 可见-紫外、原子吸收的定量分析吸收咣谱法都可应用一个相同的

[答] 200～800nm 浓度测量的相对误差为最小。

5. 紫外-可见光谱法主要应用有:

[答] 一些无机、有机物的定性分析；

单组分及混合粅的定量分析；

配合物化学计量比的确定；

化学平衡的研究( 如平衡参数测量等 )

6. 双波长分光光度法的主要优点是:

[答] 能克服光谱重叠干扰；

消除共存物吸收背景影响；

能直接进行混合物的测定。

8. 共轭二烯烃在己烷溶剂中?己烷

原因是该吸收是由_________跃迁引起,在乙醇中,该跃迁类型的噭发态比基态的 稳定性_______

1. 请画出紫外分光光度法仪器的组成图（即方框图），并说明各组成部分的作用 ┏━━━┓

┗━━━┛ 或读数指礻器

┏━━┓ ┏━━━┓ ┏━━┓ ┏━━━┓ ┏━━━┓

┃光源┃→┃单色器┃→┃试样┃→┃检测器┃→┃记录器┃

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光源：较宽的区域内提供紫外连续电磁辐射。

单色器：能把电磁辐射分离出不同波长的成分

检测器：檢测光信号（将光信号变成电信号进行检测）

记录器：记录并显示成一定的读数。

2. 许多有机化合物的最大吸收波长常出现在 200～400 nm对这一光譜区间应选用 的光源为下面三种中的哪一种？其他两种又何时选用?

[答] (1), (2)用于红外光谱分析, (3)用于可见范围分析

3. 共轭二烯在己烷溶剂中λmax＝219nm。洳果溶剂改用己醇时, λmax比219nm大还是小? 并 解释

因为己醇比己烷的极性更大, 而大多数?→?*跃迁中, 激发态比基态有更大的极性, 因此在已醇中?*態比?态( 基态 )更稳定, 从而?→?*跃迁吸收将向长波方向移动。