[K,dv=e?N.Jmc式中,e--电子电荷:m--电子质量:C--光速:No单位体积原子蒸气中,吸收辐射的基态原子数,即原子密度:--振子强度,代表每个原子中能够吸收或发射特定频率光的平均电子数,对于给定的元素,在一定条件下,可视为定值。此时表明,积分吸收与与单位体积原子蒸气中能够吸收辐射的基态原子数成正比,而与等因素无关。这是原子吸收光谱分析的理论依据。如果能准确测出积分吸收值,即可计算出待测原子的No,那么,AAS就会成为一种绝对测量方法(不需要标准与之比较)。但原子吸收线的半宽度仅为10-3nm,要在这样一个小的范围内,测定K对频率v的积分值,分辨率高达50万的的单色器(R=N/△^),这实际上是很难达到的。现在的分光装置无法实现。这就是原子吸收现象早在19世纪初就被发现,但在很长的时间内,原子吸收现象作为一种分析方法的原因。2.峰值吸收1955年,澳大利亚物理学家A.Walsh提出以锐线光源为激发光源,用测量峰值吸收的方法代替积分吸收,解决了原子吸收测量的难题,使原子吸收成为一种分析方法。①:锐线光源一一发射线的半宽度比吸收线的半宽度窄的多的光源。锐线光源需要满足的条件:a.光源的发射线与吸收线的vo一致。b.发射线的Av1/2小于吸收线的Av1/2。理想的锐线光源一一空心阴极灯:用一个与待测元素相同的纯金属制成。于灯内是低电压,压力变宽基本消除:灯电流仅几毫安,温度很低,热变宽也很小。②.峰值吸收测量采用锐线光源测定进行测定时,情况如图所示。吸收线AVaAVAVe<AV,峰值吸收发射线9
6 式中,e-电子电荷;m-电子质量;c-光速;N0 单位体积原子蒸气中,吸收辐射的基态原 子数,即原子密度;f-振子强度,代表每个原子中能够吸收或发射特定频率光的平均电子 数,对于给定的元素,在一定条件下,f 可视为定值。 此时表明,积分吸收与与单位体积原子蒸气中能够吸收辐射的基态原子数成正比,而与 ν 等因素无关。这是原子吸收光谱分析的理论依据。 如果能准确测出积分吸收值,即可计算出待测原子的 N0,那么,AAS 就会成为一种绝 对测量方法(不需要标准与之比较)。但原子吸收线的半宽度仅为 10-3 nm,要在这样一个 小的范围内,测定 Kν对频率 ν 的积分值,分辨率高达 50 万的的单色器(R=λ/Δλ),这实际 上是很难达到的。现在的分光装置无法实现。 这就是原子吸收现象早在 19 世纪初就被发现,但在很长的时间内,原子吸收现象作 为一种分析方法的原因。 2. 峰值吸收 1955 年,澳大利亚物理学家 A.Walsh 提出以锐线光源为激发光源,用测量峰值吸收 的方法代替积分吸收,解决了原子吸收测量的难题, 使原子吸收成为一种分析方法。 ①.锐线光源——发射线的半宽度比吸收线的半宽度窄的多的光源。 锐线光源需要满足的条件: a.光源的发射线与吸收线的 ν0 一致。 b.发射线的 Δν1/2 小于吸收线的 Δν1/2。 理想的锐线光源——空心阴极灯:用一个与待测元素相同的纯金属制成。于灯内是低 电压,压力变宽基本消除;灯电流仅几毫安,温度很低,热变宽也很小。 ②. 峰值吸收测量 采用锐线光源测定进行测定时,情况如图所示。 N f mc e K dv v 0 2 = + −
由Lamber-Beer定律:1oA=lg-1lo和I分别表示在Ava,入射光和透射光的强度'Iodv;I =fa",dvI=将[=loe-Kvb代入上式于是dyrA" IndvA=lg" Tovekldv采用锐线光源进行测量,则Ave<Ava,由图可见,在辐射线宽度范围内,K,可近似认为不变,并近似等于峰值时的吸收系数Ko,则1K=0.434K,LA=lggekr=lge'在原子吸收中,谱线变宽主要受多普勒效应影响,则:2V元 ln2. 22K。-NofAVDmc代入上式,得12元/m2.e2A=0.434N.JL=kLNAVDmc此式表明:当使用锐线光源时,吸光度A与单位体积原子蒸气中待测元素的基态原子数No成正比。上式的前提条件:(1)Ave<Ava ;(2)辐射线与吸收线的中心频率一致。这就是为什么要使用一个与待测元素同种元素制成空心阴极灯的原因。四、基态原子数(No)与待测元素原子总数(N)的关系在进行原子吸收测定时,试样在高温下挥发出来,变成气态,并解离成气态原子一原子化过程。在原子化过程中,可能其中有一部分基态原子进一步被激发成激发态原子,7
7 由 Lamber-Beer 定律: I0 和 I 分别表示在 Δνa,入射光和透射光的强度, 将 I=I0e -Kvb 代入 上式 于是 采用锐线光源进行测量,则 Δνe<Δνa ,由图可见,在辐射线宽度范围内,Kν可近似 认为不变,并近似等于峰值时的吸收系数 K0,则 在原子吸收中,谱线变宽主要受多普勒效应影响,则: 代入上式,得 此式表明:当使用锐线光源时,吸光度 A 与单位体积原子蒸气中待测元素的基态原 子数 N0 成正比。 上式的前提条件: (1) Δνe<Δνa ; (2)辐射线与吸收线的中心频率一致。这就是为什么要使用一个与待测元素同种元 素制成空心阴极灯的原因。 四、基态原子数(N0)与待测元素原子总数(N)的关系 在进行原子吸收测定时,试样在高温下挥发出来,变成气态,并解离成气态原子—— 原子化过程。在原子化过程中,可能其中有一部分基态原子进一步被激发成激发态原子, I I A 0 = lg = = e e I I I I 0 0 0 0 d ; d = e L I I 0 -K 0 e d = e e L I I A 0 -K 0 0 0 e d d lg A K L K L -K L 0 lg e 0.434 e 1 lg 0 = = = N f mc e K 0 2 D 0 2 π ln 2 = 0 0 2 D 2 π ln 2 0.434 N fL kLN mc e A = =