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原子吸收谱线的轮廓

来源:http://www.run-qee.com/   作者:紫外可见分光光度计    更新日期:2016-10-09 13:37:40    点击:341

原子吸收谱线的轮廓

 

原子吸收光谱线并不是严格几何意义上的线[其谱线强度随频率分布急剧变化],而是占据着有限的相当窄的频率或波长范围,即有一定的宽度。通常以吸收系数为纵坐标和频率为横坐标的曲线描述。
原子吸收光谱的轮廓以原子吸收谱线的中心波长和半宽度来表征。中心波长由原子能级决定。半宽度是指在中心波长的位置,极大吸收系数一半处吸收光谱线轮廓上两点之间的频率差或波长差。半宽度受到很多实验因素的影响。以下为影响原子吸收谱线轮廓的两个主要因素。
1.多普勒变宽
普勒变宽是由原子热运动引起的。从物理学中已知,从一个运动着的原子发出的,则在观测者看来,其频率比静止原子所发的光的频率低;反之,如果原子向着观测者运动,则其频率比静止原子发出的光的频率高,这就是多普勒效应。原子吸收分析中,对于火焰和石墨炉原子吸收池,气态原子处于无序热运动中,相对于检测器而言,各发光原子有着不同的运动分量,即使每个原子发出的光是频率相的单色光,但检测器所接受的光是频率略有不同的光,于是引起谱线的变宽。
2.碰撞变宽
当原子吸收区的原子浓度足够高时,碰撞变宽是不可忽略的。由于基态原子是稳定的,其寿命可视为无限长,因此对原子吸收测定常用的共振吸收线而言,谱线宽度仅与激发态原子的平均寿命有关,平均寿命越长,则谱线宽度越律。原子之间相互碰撞导致发态原子平均寿命缩短,引起谱线变宽。碰撞变宽分为两种,即赫鲁兹马克变宽和洛伦兹变宽。
1)赫鲁兹马克变宽
赫鲁兹马克变宽是指被测元素激发态原子与基态原子相互碰撞引起的变宽,又称共振变宽或压力变宽。在通常的原子吸收测定条件下,被测元素的原子蒸气压很少超过10^-3 mmHg,共振变宽效应可以不予考虑,而当蒸气压达到0.1 mmHg时,共振变宽效应则明显地表现出来。
2)洛伦兹变宽
洛伦兹变宽是指被测元素原子与其他元素的原子相互碰撞引起的变宽。洛伦兹变宽随原子区内原子蒸气压力增大和温度升高而增大。
除上述因素外,影响谱线变宽的还有其他一些因素,如场致变宽、自吸效应等。但在通常的原子吸收分析实验条件下,吸收线的轮廓主要受多普勒变宽和洛伦兹变宽的影响。在2000~3000 K的温度范围内,原子吸收线的半宽度约为10^-3 nm。

 

 

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