分析化学二第二章光谱分析导论

分析化学二第二章光谱分析导论第一页，共六十六页，2022年，8月28日利用光电转换或其它电子器件测定“辐射与物质相互作用”之后的辐射强度等光学特性的改变，进行物质的定性、定量和结构分析的方法。历史上，此相互作用只是局限于电磁辐射与物质的作用，这也是目前应用最为普遍的方法。现在，光谱方法已扩展到其它各种形式的能量与物质的相互作用，如声波、粒子束（离子和电子）等与物质的作用。什么方法称为光分析方法呢？第二页，共六十六页，2022年，8月28日一、电磁辐射§2-1电磁辐射的基本性质所谓电磁辐射是指一种以极大的速度通过空间转播能量的电磁波光就是一种电磁波二、电磁辐射的基本性质———波粒二象性波动性指电磁波以正弦波的形式向前传播，可以叠加，并具有折射、衍射、干涉等波的现象。yt频率相同的正弦波叠加得相同频率的合成正弦波波的叠加第三页，共六十六页，2022年，8月28日二电磁辐射的基本性质1/11/11/()频率不同的正弦波叠加得不同频率的非正弦波；更多的正弦波叠加可形成方波粒子性是指电磁波具有一定的能量，且其能量是量子化的，当物质发射电磁波或者电磁波被物质吸收时，就会发生能量跃迁。波的叠加电磁辐射的基本性质第四页，共六十六页，2022年，8月28日1、波动性的主要描述参数参数符号单位备注波长nm、Å(10-1nm)等用于大部分光谱中波数cm-1常用于红外光谱中频率Hz；s-1常用于核磁共振谱中各参数之间的关系：C=3.0×1010cm/s三描述电磁辐射的基本参数电磁辐射的基本性质第五页，共六十六页，2022年，8月28日E=h三描述电磁辐射的基本参数2、微粒性的主要描述参数——能量（E），单位主要有J、eV3、波动性与微粒性之间的关系——Einstein理论（1905年提出）Planch常数。h=6.626×10-34J.S电磁波的频率=hc/电磁波的波长

1eV=1.602210-19J电磁辐射的基本性质第六页，共六十六页，2022年，8月28日四电磁波谱1、何谓电磁波谱？电磁波以波长（或频率或能量）的次序（从高到低或相反）排列的谱线2、电磁波谱射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可见光电磁辐射的基本性质第七页，共六十六页，2022年，8月28日五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质★吸收★发射★

非辐射弛豫★

散射★透射★折射★反射★干涉★衍射★

偏振第八页，共六十六页，2022年，8月28日量子理论(MaxPlanck，1900)：什么是能态（Energystate）物质粒子总是处于特定的不连续的能量状态，即能量是量子化的；处于不同能量状态粒子之间发生能量跃迁时的能量差E可用h表示。两个重要推论：物质粒子存在不连续的能态，各能态具有特定的能量。当粒子的状态发生变化时，该粒子将吸收或发射完全等于两个能级之间能量差的能量；反之亦是成立的，即：E=E1-E0=h五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质1、几个基本概念第九页，共六十六页，2022年，8月28日电磁辐射的基本性质五电磁辐射与物质的相互作用——几个基本概念什么是能级？粒子在稳定状态所具有的能量什么是基态和激发态？未受激发的电子所处的能级（规定为零）称为基态；高于基态的所有能量状态称为激发态。什么是单重态和三重态？两个电子具有不同自旋方向时所处的能量状态称为单重态；两个电子具有相同自旋方向时所处的能量状态称为三重态单重态（设为基态）受激激发单重态激发三重态第十页，共六十六页，2022年，8月28日2、辐射的吸收当入射辐射的能量正好等于目标物（原子、分子或离子等）的基态与激发态的能级差时，目标物将吸收能量，并从基态跃迁到激发态的过程五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质光强度波长波长光强度辐射的吸收吸收光谱图吸收光谱图吸收电磁辐射的强度对电磁辐射波长或频率的函数图A光能吸收A*基态激发态光第十一页，共六十六页，2022年，8月28日五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质/nm颜色互补光400～450紫黄绿450～480蓝黄480～490绿蓝橙490～500蓝绿红500～560绿红紫560～580黄绿紫580～610黄蓝610～650橙绿蓝650～760红不同颜色的可见光波长及其互补光蓝绿第十二页，共六十六页，2022年，8月28日五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质光的吸收与物质的颜色有色物质的不同颜色是由于吸收了不同波长的光所致。物质所显示的颜色是吸收光的互补色。各种光的互补性KMnO4的颜色及吸收光谱第十三页，共六十六页，2022年，8月28日（1）原子的吸收基态原子电子基态（E0)第一电子激发态（E1)第二电子激发态（E2)激发态原子电子基态（E0)第一电子激发态（E1)第二电子激发态（E2)原子吸收光谱（线光谱）吸收光五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质辐射能（hv=E激-E0)l

(nm)波长光强度原子外层电子的跃迁：吸收紫外-可见光，产生原子吸收光谱法原子内层电子的跃迁：吸收x射线，产生x射线吸收光谱法原子核的跃迁：吸收

射线，产生Mössbauer谱产生光谱h=E原子的能级主要由电子能级构成，电子能级间的能量差较大，但随电子层数的增加而缩小第十四页，共六十六页，2022年，8月28日（2）分子的吸收基态分子激发态分子分子吸收光谱（带光谱）吸收光电子基态（E0)第一电子激发态（E1)转动能级振动能级五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质辐射能h=E波长/频率光强度分子价电子的跃迁：吸收紫外-可见光，产生紫外-可见分光光度法分子转动和振动能级的跃迁：吸收红外光，产生红外光谱法电子能级间的跃迁振动能级间的跃迁E分子=E电子+E振动+E转动E电子>E振动>E转动转动能级间的跃迁第十五页，共六十六页，2022年，8月28日（3）磁场诱导吸收处于磁场中的物质，因其电子和核受到磁场的作用而产生附加的量子化能级，这种能级差很小，当入射辐射满足能量要求时，也产生吸收现象五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质外磁场作用下，核自旋或未成对电子自旋能级的裂分磁场中自旋核的吸收：吸收微波吸收无线电波产生核磁共振谱磁场中未成对电子的吸收：产生电子自旋共振谱第十六页，共六十六页，2022年，8月28日（4）不同微粒对辐射的吸收情况总结原子核的共振吸收——吸收射线——Mössbauer谱原子内层电子吸收——吸收x射线——x射线吸收光谱分子振动(转动)吸收——吸收红外光——红外光谱（IR)价(外层)电子吸收—吸收紫外-可见光—磁场诱导吸收——吸收五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质原子吸收光谱紫外-可见分子吸收光谱无线电波——核磁共振谱（MNR）微波——电子自旋共振谱（ESR）第十七页，共六十六页，2022年，8月28日3、发射（辐射弛豫）处于激发态的粒子以光的形式释放能量回到低能态的过程五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质能量激发以光的形式释放能量发射基态（E0)激发态（E1)激发态（E2)基态（E0)激发态（E1)激发态（E2)基态（E0)激发态（E1)激发态（E2)光强度波长波长光强度发射光谱图A能量A*

激发辐射光子发射A

停留时间约为10-8s第十八页，共六十六页，2022年，8月28日激发：用电子或其它粒子轰击原子，原子内层电子跃迁发射：产生x射线光谱：x射线荧光光谱（线光谱）激发：用紫外-可见光激发发射：产生紫外、可见、近红外光区的发射光谱：原子荧光光谱（线光谱）激发：热能(火焰、电弧及火花等)激发，原子外层电子跃迁发射：产生紫外、可见、红外光区的发射光谱：原子发射光谱（线光谱）五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质（1）原子发射第十九页，共六十六页，2022年，8月28日激发：用紫外-可见光激发，分子价电子跃迁发射：产生紫外、可见、近红外光谱的发射光谱：荧光或磷光光谱（带光谱）激发：用化学反应能激发，分子价电子跃迁发射：产生紫外、可见、红外光区的发射光谱：化学发光光谱（带光谱）五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质（2）分子发射第二十页，共六十六页，2022年，8月28日五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质4、非辐射弛豫弛豫——激发态粒子回到低能态的过程非辐射弛豫——激发态粒子以非光的形式回到低能态的过程以光的形式释放能量基态（E0)激发态（E1)激发态（E2)辐射弛豫（发射）以非光的形式释放能量非辐射弛豫停留时间约为10-8s基态（E0)激发态（E1)激发态（E2)第二十一页，共六十六页，2022年，8月28日5、散射（Scattering）入射光与粒子发生碰撞而改变传播方向的现象（1）散射的分类按碰撞粒子大小的不同应用:浊度分析法、比浊法丁达尔散射(Tyndall)：分子散射：性质：散射＝入射；散射强度I∝1/2，可以肉眼观察到。粒子直径小于入射光波长时所产生的散射。性质：散射＝入射，散射强度I∝1/4，强度弱应用:共振瑞利散射光谱法瑞利散射(Rayleigh)：拉曼散射(Raman)：性质：散射≠入射，散射强度I∝1/4，强度弱应用:拉曼（散射）光谱法定义：粒子直径大于或近似于入射光波长时所产生的散射。定义：光与粒子碰撞时没有发生能量交换的分子散射定义：碰撞时存在能量交换的分子散射（属于弹性碰撞）（属于非弹性碰撞）五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质第二十二页，共六十六页，2022年，8月28日6、折射（Refraction）和反射（Reflection）ii´r（入射光）（反射光）（折射光）入射角反射角折射角法线折射：光线从一种介质进入另一种不同的介质时，传播方向发生改变的现象反射：入射光与物质碰撞而按反射定律改变传播方向的现象五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质第二十三页，共六十六页，2022年，8月28日折射率(n)：光在真空中的传播速度与其在介质中的传播速度的比绝对折射率:

任何介质对于真空或空气的折射率相对折射率(n2,1)：光从介质1进入介质2时，其入射角i与折射角r的正弦比注意：折射率（n）与介质有关，玻璃比石英的折射率大，因此，玻璃不能透过紫外光折射率（n）是波长（）的函数，因为不同波长的光在同一介质（非真空）中传播时，具有不同的传播速度（v）；越小，v越小，

n越大，即短波的折射率大于长波的。n=c/v棱镜复合光123波长减小电磁辐射的基本性质五电磁辐射与物质的相互作用——折射和反射聚焦镜第二十四页，共六十六页，2022年，8月28日反射光强度（Ir)、入射光强度(I0)与折射率(n)之间的关系:电磁辐射的基本性质五电磁辐射与物质的相互作用——折射和反射★入射光经过反射后，强度下降★反射光的强度随入射角的增大而增大第二十五页，共六十六页，2022年，8月28日7、干涉（Coherentinterference）当频率与振幅相同、周相相等或相差保持恒定的波源所发射的相干波相互叠加时，会产生明暗相间的条纹，此现象成为波的干涉，明暗相间的条纹成为干涉条纹。产生明条纹的条件：＝2k(/2)（式中：为两相干波相遇时走过的光程差；为光的波长

k为包括0的整数）产生暗条纹的条件：＝(2k＋1)(/2)五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质第二十六页，共六十六页，2022年，8月28日8、衍射（Diffraction）当一束平行光通过窄的开口如狭缝时发生弯曲的现象。平行光束单缝衍射双缝衍射经衍射产生明条纹的条件：asin=（2k+1）(/2)产生暗条纹的条件：衍射角满足：

asin=2k(/2)衍射角满足：狭缝宽度五电磁辐射与物质的相互作用电磁辐射的基本性质第二十七页，共六十六页，2022年，8月28日§2-2光学分析法一、光学分析法的分类按光与物质相互作用时，有无能量交换分非光谱分析法光谱分析法按测量参数不同分折射法旋光法（圆二色法）比浊法衍射法按跃迁能级的不同分x射线吸收光谱、x射线荧光光谱原子吸收、原子发射、原子荧光光谱法紫外-可见分光光度法荧光、磷光、化学发光光谱法红外光谱法、拉曼光谱法Mössbauer谱、核磁共振谱基于外层（价）电子跃迁的光谱基于原子内层电子跃迁的光谱基于分子振动与转动跃能级跃迁的光谱基于核能级跃迁引起的光谱激光光谱第二十八页，共六十六页，2022年，8月28日以电磁辐射为基础的常用光谱方法能量高低典型光谱类型常用波长范围能级跃迁类型高能辐射-射线发射0.0051.4Å核

x-射线发射、吸收、荧光和衍射0.1100Å原子内层电子中间部分真空紫外吸收10100nm原子外层电子紫外-可见吸收、发射和荧光180780nm分子价电子红外吸收和拉曼散射0.78300m分子转动和振动长波部分微波吸收区0.753.75mm分子转动电子自旋共振3cm磁场中电子自旋核磁共振0.610m磁场中核自旋光学光谱区微波区、射频区电磁辐射的基本性质第二十九页，共六十六页，2022年，8月28日二、光谱的形状光谱分析法由气态自由基或小分子振动-转动能级跃迁所产生的光谱。分子光谱属于带光谱。1、线光谱(Linespectra):由强度不同的谱线（线宽约为10-5nm）和暗区相间而成的锐线光谱。由处于气相的单个原子发生电子能级跃迁所产生的锐线。原子光谱属于线光谱2、带状光谱(Bandspectra)由一系列相隔很近的线光谱组成，因仪器不能分辨而形成的具有一定宽度（一般为几个至几十个nm)的光谱光强度波长波长光强度第三十页，共六十六页，2022年，8月28日二、光谱的形状光谱分析法线光谱带光谱3、线光谱与带光谱的产生第三十一页，共六十六页，2022年，8月28日二、光谱的形状光谱分析法固体被加热到炽热状态时，无数原子和分子的运动或振动所产生的热辐射，也称黑体辐射。通常产生背景干扰。温度越高，辐射越强，而且短波长的辐射强度增加得最快。另一方面，炽热的固体所产生的连续辐射是红外、可见及较长波长的重要辐射源（光源）。4、连续光谱(Continuumspectra)：在一定范围内。各种波长的光都有，连续不断，无明显的谱线和谱带的光谱。第三十二页，共六十六页，2022年，8月28日§2-3光谱分析仪器一、光谱仪器的原理与基本结构基本组成：光源，单色器，样品引入系统，检测器（光电转换器、电子读出、数据处理及记录）。

光源系统试样引入系统波长选择系统检测系统信号处理器吸收光谱仪光源系统试样引入系统波长选择系统检测系统信号处理器荧光、磷光及散射光波长选择系统光源+试样引入系统波长选择系统检测系统信号处理器发射及化学发光第三十三页，共六十六页，2022年，8月28日1、对光源的要求强度大（分析灵敏度高）稳定（分析重现性好）2、光源的分类及常用光源分类光源主要用于紫外-可见吸收光谱、红外光谱、分子荧光、散射光谱等主要用于原子吸收光谱、原子荧光连续光源线光源脉冲光源（激光器）主要用于荧光、散射、红外和吸收光谱发射光谱光源主要用于原子发射光谱中二、光源系统光谱分析仪器第三十四页，共六十六页，2022年，8月28日连续光源紫外光源H2灯和D2灯160-375nm可见光源W灯320-2500nmXe灯160-900nm红外光源Nernst灯6000-400cm-1之间有较大强度硅碳棒线光源金属蒸汽灯Hg灯254-734nmNa灯589.0nm、589.6nm空心阴极灯各种元素灯激光光源线光源固体激光器(红宝石激光器)6934Å气体激光器(氩离子激光器)

4880、4965及5145Å连续光源染料激光器半导体激光器发射光谱光源直流电弧、交流电弧、电火花各种等离子体光源电能二、光源系统光谱分析仪器3、常见光源第三十五页，共六十六页，2022年，8月28日得到的单色光具有一定的强度和尽量窄的波长范围1.单色器或波长选择器（monochromator,wavelengthselector）将由不同波长的“复合光”分开为一系列“单一”波长的“单色光”的器件。2.对单色器的要求一般而言：单色光有效带宽越小，分析的灵敏度越高、选择性越好、分析物浓度与光学响应信号的线性相关性也越好。包括：入射狭缝、准直装置、色散装置、聚焦透镜或凹面反射镜、出口狭缝3.单色器的结构三、波长选择系统（单色器）光谱分析仪器第三十六页，共六十六页，2022年，8月28日棱镜单色仪入射狭缝准直镜物镜棱镜焦面出射狭缝f入射狭缝准直镜光栅凹面反射镜出射狭缝f光栅单色仪三、波长选择系统（单色器）光谱分析仪器3.单色器的结构第三十七页，共六十六页，2022年，8月28日滤光片棱镜光栅迈克孙干涉仪三、波长选择系统（单色器）光谱分析仪器4.常用单色元件第三十八页，共六十六页，2022年，8月28日光谱分析仪器（1）滤光片吸收滤光片干涉滤光片有色玻璃或染料薄膜发生干涉现象，产生分光结构与原理复合光绿光复合光三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光物质所显示的颜色是吸收光的互补色CaF2或MgF2介电膜半透明银膜光的互补性与物质的颜色蓝黄紫黄绿紫红红橙绿蓝绿青各种光的互补性紫红色光第三十九页，共六十六页，2022年，8月28日Cornu棱镜bLittrow棱镜利用光的折射原理分光（2）棱镜入射光与折射光的夹角光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件棱镜分光的特点②棱镜色散的光谱为“非匀排光谱”。长波区密，短波区稀，因此不适合长波（远红外）和短波（远紫外）区的分光④棱镜分辨率低，体积大③玻璃棱镜不能用于紫外区；石英棱镜不能用于红外区；红外区一般用卤化物晶体制备）①对不同波长的光分辨率不同，对短波的光的色散能力大于对长波的光的色散i反射镜第四十页，共六十六页，2022年，8月28日以特殊的工具（如钻石），在硬质、磨光的光学平面上刻出大量紧密而平行的刻槽。以此为母板，可用液态树脂在其上复制出光栅。（3）光栅通常的刻线数为300-2000刻槽/mm。最常用的是1200-1400刻槽/mm（紫外可见）及100-200刻槽/mm（红外）。光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件光栅的制作第四十一页，共六十六页，2022年，8月28日光栅公式光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件n=d（sin

sin）当入射光与衍射光在法线同侧时，取“+”；反之，取“-”P0（0级）P1P1P2P2n相对强度光栅光谱光栅公式（产生明条纹的条件）光栅光谱级数dP0P1光栅入射角光栅常数入射光衍射角

-2-1012无分光能力短波长波第四十二页，共六十六页，2022年，8月28日光栅的分类——以光的衍射方式为标准——得到的谱线最强的是没有分光的零级谱线（约占80%）透射光栅反射光栅不常用凹面光栅平面光栅闪耀光栅中阶光栅全息光栅——与透射光栅比，零级未色散谱线不再是最强谱线，光栅闪耀角小（一般为10o22’）——刻槽密度小，刻痕深，闪耀角（可达63o26’）大于普遍闪耀光栅，分辨率更高(又称红外光栅）——激光刻纹光栅在球面反射镜上刻痕光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件第四十三页，共六十六页，2022年，8月28日P0n相对强度P1id光栅平面法线光栅槽面法线入射光衍射光和分别为光束相对于光栅平面的入射角和衍射角；和分别为光束相对于光栅槽面的入射角和衍射角；i为光栅的闪耀角当=-时，；即光谱最大值不再在零级光谱上闪耀光栅（定向光栅）的基本原理光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件第四十四页，共六十六页，2022年，8月28日ii光栅槽面法线i入射光衍射光（b）若以垂直于光栅平面的光入射光栅，则=i，此时，在=i

的方向有最大强度的衍射光，此时的衍射光波长称为闪耀波长（b）闪耀波长的大小为：光栅的闪耀角i越小，闪耀波长b越短闪耀光栅（定向光栅）的基本原理光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件第四十五页，共六十六页，2022年，8月28日角色散率d/d：线色散率D（dl/d）:可见，色散率近似与衍射角无关，或者说，在同一级光谱上，各谱线是均匀排列的！可通过增加F值和减小d值来提高色散率。谱线级数（一般取n=1）光栅常数衍射角物镜的焦距倒线色散率D-1:(<20o)光栅的性能指标光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件第四十六页，共六十六页，2022年，8月28日光栅的性能指标光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件分辨率R：光栅宽度光栅总刻线数（条）可见，光栅的分辨率可以通过增加n及N达到。第四十七页，共六十六页，2022年，8月28日光栅光谱特点：①当入射光为复合光时，n=0的谱线即零级光谱是未经色散的白光②零级光谱有最大的光强，n越大，光强越弱；③当n、和d相同时，入射光波长不同，产生光谱位置不同。波长小，则衍射角小，谱线靠近0级；波长大，衍射角大，谱线距0级较远；光栅光谱是由短波到长波排列的光谱④不同级数的光谱间可能重叠⑤光栅光谱的排列在不同位置都是均匀的光栅是利用光的衍射和干涉进行分光的光栅光谱一般使用一级光谱光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——常用单色元件第四十八页，共六十六页，2022年，8月28日W=D-1S5、狭缝（Slit）（3）狭缝宽度（S）与单色器通带（W）的关系（2）单色器通带（W）通过单色仪出口狭缝的波长范围当单色仪的色散率固定时，可通过调节狭缝宽度，改变单色仪波长范围，改变单色仪分辨率。光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）（1）狭缝结构第四十九页，共六十六页，2022年，8月28日（4）狭缝的选择原则

定性分析：选择较窄的狭缝宽度

——提高分辨率，减少其它谱线的干扰，提高选择性；

定量分析：选择较宽的狭缝宽度

——增加照亮狭缝的亮度，提高分析的灵敏度；

应根据样品性质和分析要求确定狭缝宽度。并通过条件优化确定最佳狭缝宽度。与发射光谱分析相比，原子吸收光谱因谱线数少，可采用较宽的狭缝。但当背景大时，可适当减小缝宽。光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——狭缝第五十页，共六十六页，2022年，8月28日（4）狭缝的选择原则光谱分析仪器三、波长选择系统（单色器）——狭缝例：WDF-Y2原子吸收分光光度计的光学参数如下：倒线色散率：20Å/mm，狭缝宽度：0.05,0.1,0.2,2mm四档可调。试问

(1)欲将K404.4nm和K404.7nm两线分开，所用狭缝宽度应是多少？(2)Mn279.48nm和Mn279.83nm双线中，前者是灵敏线，若用0.1mm和0.2mm的狭缝宽度分别测定Mn279.48nm线，所得灵敏度是否相同？为什么？第五十一页，共六十六页，2022年，8月28日原子发射发射光谱不需要单独的试样池试样池材料必须能透过所研究的光谱范围内的光常用样品池材料及其应用材料适用波长范围石英紫外光区-可见光区-3m玻璃可见-红外光区（350-2000nm）透明塑料可见-红外光区（350-2000nm）盐窗（卤化物如NaCl,NaBr晶体）红外光区光谱分析仪器四、试样引入系统1、试样引入方式不同光谱法有不同的试样引入方式2、试样容器第五十二页，共六十六页，2022年，8月28日1、理想的检测应具备的条件高灵敏度、高信噪比、响应时间快、在所研究的波段范围内响应稳定，对光辐射强度产生的信号强度与光辐射强度成正比，空白信号为零2、常用检测器（1）光子检测器（光电检测器）（2）热检测器主要用于紫外、可见及近红外辐射的检测；即可以用于光学原子光谱、紫外-可见分子吸收光谱、分子荧光光谱等主要用于红外辐射的检测；即主要用于红外及拉曼光谱的检测光谱分析仪器五、检测系统第五十三页，共六十六页，2022年，8月28日3、光子检测器光电转换器是将光辐射转化为可以测量的电信号的器件。常用光子检测器光（伏打）电池（真空）光电管光导电检测器（半导体检测器）光电倍增管硅二极管多道光子检测器光谱分析仪器五、检测系统第五十四页，共六十六页，2022年，8月28日(1)光（伏打）电池+-SeFe(Cu)h玻璃Ag(Au)透明膜-收集极塑料--①光电流直接正比于辐射能优点②使用方便、便于携带（耐用、成本低）③长时间使用后，有“疲劳”（fatigue）现象。缺点①电阻小，电流不易放大；响应较慢。②只在高强度辐射区较灵敏；硒光电池结构图光谱分析仪器五、检测系统——光子检测器第五十五页，共六十六页，2022年，8月28日(2)（真空）光电管90VDC直流放大阴极R-+光束e阳极丝（Ni）抽真空缺点：有微小暗电流（Darkcurrent，40K的放射线激发）。阴极表面可涂渍不同光敏物质：高灵敏(K,Cs,Sb其中二者)、红光敏(Na/K/Cs/Sb,Ag/O/Cs)、紫外光敏、平坦响应(Ga/As，响应受波长影响小)。产生的光电流约为硒光电池的1/10。优点：阻抗大，电流易放大；响应快；灵敏度较高；应用广。光谱分析仪器五、检测系统——光子检测器第五十六页，共六十六页，2022年，8月28日(3)光电倍增管（photomultipliertube,PMT）D1D2D3入射光R1R2R3R4RD1D3阴级阳极次级电子发射极优点：高灵敏度；响应快；适于弱光测定，甚至对单一光子均可响应。缺点：热发射强，因此暗电流大，需冷却（-30oC)。不得置于强光(如日光)下，否则可永久损