仪器分析题库

A仪器分析绪论题目

2521光学分析法是建立在物质与电磁辐射互相作用基础上的一类分析方法.

2522极谱分析的创始人是J.Hevrovskv

2523库仑滴定分析法，实际上是一种控制电流电解分析法.

2524电化学分析法是建立在溶液电化学性质基础上的一类分析方法.

2525仪器分析主要分为三大类，它们是电化学分析法、色谱分析法、光学分析法

2526用pH计测定某溶液pH时，其信号源是被测溶液;

传感器是pH玻璃电极

2527任何一种分析仪器都可视作由以下四部分组成：信号发生器、信号转换器（传感器）、读出装置、

放大记录系统

4382就下列10种测定对象，综合化学分析和仪器分析的基础知识，分别写出一种最佳的测定方法名称.

（1）海水中微量硼恒电流库仑滴定法

（2）自来水中F-氟离子选择电极法

（3）海水中C1-沉淀滴定法（或电位滴定法

（4）蒸馈水的纯度电导法

（5）金属铜（含99.9%）中Cu电解法

（6）矿泉水中K+、Na+火焰光度法

（7）大气中微量芳燃气相色谱法

（8）饮用水中微量重金属等离子体发射光谱法（或原子吸收）

（9）有共辗系统的有机物异构体判断紫外-可见分光光度法

B光谱分析法导论题目

1014可见光的能量应为(皿)

(1)1.24X104-I.24X106eV(2)1.43X102-71eV

(3)6.2〜3.1eV(4)3.1〜1.65eV

1098已知：h=6.63X10-34Js,则波长为0.0Inm的光子能量为(@)

(1)12.4eV(2)124eV(3)12.4X105eV(4)0.124eV

1103频率v=1015Hz属于下列哪一种光谱区？（已知：光速c=3.0X1010cm/s）（⑶）

（1）红外区（2）可见光区（3）紫外区（4）微波区

1225电子能级间隔越小，跃迁时吸收光子的（皿）

（1）能量越大（2）波长越长（3）波数越大（4）频率越高

1226光量子的能量正比于辐射的（（1L）

⑴频率（2）波长（3）波数（4）周期

1227同一电子能级，振动态变化时所产生的光谱波长范围是（J3L）

（1）可见光区（2）紫外光区（3）红外光区（4）微波区

1228所谓真空紫外区，所指的波长范围是（J41）

（1）200〜400nm（2）400〜800nm（3）1OOOnm（4）10〜200nm

1229下列四种波数的电磁辐射属于可见光区的是（）

（l）980cm-l（2）2.0X104cm-l（3）5.0cm-l（4）0.1cm-1

1230波长为500nm的绿色光其能量（）

（1）比紫外光小（2）比红外光小（3）比微波小（4）比无线电波小

1235在下列激发光源中，何种光源要求试样制成溶液？（in）

（1）火焰（2）交流电弧（3）激光微探针（4）辉光放电

1345发射光谱法用的摄谱仪与原子荧光分光光度计剪回的部件是（J31）不同是（1）

（1）光源（2）原子化器（3）单色器（4）检测器

1349在光学分析法中，采用鸨灯作光源的是（⑶）

（1）原子光谱（2）分子光谱（3）可见分子光谱（4）红外光谱

1352非色散型原子荧光光谱仪、原子发射光电直读光谱仪和原子吸收光谱仪的相同部件是

（（4））

（1）单色器（2）原子化器（3）光源（4）检测器

1378可以概述三种原子光谱（吸收、发射、荧光）产生机理的是（）

（1）能量使气态原子外层电子产生发射光谱（2）辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁

（3）能量与气态原子外层电子相互作用（4）辐射能使原子内层电子产生跃迁

1733原子光谱（发射、吸收与荧光）三种分析方法中均很严重的干扰因素是（⑵）

（1）谱线干扰（2）背景干扰（3）杂散干扰（4）化学干扰

1734三种原子光谱（发射、吸收与荧光）分析法在应用方面的主要共同点为（m）

（1）精密度高，检出限低（2）用于测定无机元素（3）线性范围宽（4）多元素同时测定

2030指出下列电磁辐射所在的光谱区（光速为3.0X1010cin/s）

⑴波长588.9nm可见；⑵波数400cm-1红外（3）频率2.5X1013Hz红外；（4）波

长300nm紫外

2622带光谱是由分子中电子能级、振动和转动能级的跃迁产生的,线光谱是由原子离子的外层或内层

电子能级的跃迁产生的o

4046紫外和可见辐射可使原子外层电子发生跃迁.

c题目：原子发射光谱法

1003几种常用光源中，产生自吸现象最小的是（_[2）_）

（1）交流电弧（2）等离子体光源（3）直流电弧（4）火花光源

1004在光栅摄谱仪中解决200.0〜400.0nm区间各级谱线重叠干扰的最好办法是（⑶）

（1）用滤光片（2）选用优质感光板（3）不用任何措施（4）调节狭缝宽度

1005发射光谱分析中，应用光谱载体的主要目的是（皿）

（1）预富集分析试样（2）方便于试样的引入（3）稀释分析组分浓度（4）增加分析元素谱线强度

1007在谱片板上发现某元素的清晰的10级线，且隐约能发现一根9级线，但未找到其它任何8级

线，译谱的结果是

（1）从灵敏线判断，不存在该元素Q）既有10级线，又有9级线，该元素必存在

（3）未发现8级线，因而不可能有该元素（4）不能确定

1016闪耀光栅的特点之一是要使入射角a、衍射角（3和闪耀角。之间满足下列条件（£4L）

（l）a=p⑵a=9（3）|3=0（4）。邛=。

1017下列哪个因素对棱镜摄谱仪与光栅摄谱仪的色散率均有影响？（J3））

（1）材料本身的色散率（2）光轴与感光板之间的夹角（3）暗箱物镜的焦距（4）光线的入射角

1018某摄谱仪刚刚可以分辨310.0305nm及309.9970nm的两条谱线，则用该摄谱仪可以分辨出的

谱线组是⑴Si251.61—Zn

251.58nm(2)Ni337.56—Fe337.57nm(3)Mn325.40—Fe325.395nm(4)Cr301.82—Ce301.88

nm

1024带光谱是由下列哪一种情况产生的？(12L)

(1)炽热的固体(2)受激分子(3)受激原子(4)单原子离子

1025对同一台光栅光谱仪，其一级光谱的色散率比二级光谱的色散率((3))

(1)大一倍(2)相同(3)小一倍(4)小两倍

1026用发射光谱进行定量分析时，乳剂特性曲线的斜率较大，说明((3))

(1)惰延量大(2)展度大(3)反衬度大(4)反衬度小

1085光栅公式［G=b(Sina+SinB)］中的b值与下列哪种因素有关？((4))

(1)闪耀角(2)衍射角(3)谱级(4)刻痕数(mm-1)

1086原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的？((4))

(1)辐射能使气态原子外层电子激发(2)辐射能使气态原子内层电子激发

(3)电热能使气态原子内层电子激发(4)电热能使气态原子外层电子激发

1087用摄谱法进行光谱定性全分析时应选用下列哪种条件？((4))

⑴大电流，试样烧完(2)大电流，试样不烧完(3)小电流，试样烧完(4)先小电流，后大电流至

试样烧完

1089光电法原子发射光谱分析中谱线强度是通过下列哪种关系进行检测的(1一光强，i-电流，V—电

压)？

(1)1-ifV(2)iV-*I⑶Vi-I(4)1-Vfi

1090摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I——光强，N基——基态原子数,AS——分

析线对黑度差,c——浓度,1——分析线强度,S——黑度)？((2))

(1)1—N基⑵AS-Ige(3)1-Ige(4)S-IgN基

1117当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是((4))

⑴K(2)Ca⑶Zn(4)Fe

1174用发射光谱法测定某材料中的Cu元素时，得铜的某谱线的黑度值(以毫米标尺表示)为S(Cu)=

612,而铁的某谱线的黑度值S(Fe)=609,此时谱线反衬度是2.0,由此可知该分析线对的强度比是

(1)

(1)31.6(2)1.01(3)500(4)25.4

1199以光栅作单色器的色散元件，若工艺精度好，光栅上单位距离的刻痕线数越多，贝ij：(1)

(1)光栅色散率变大，分辨率增高(2)光栅色散率变大，分辨率降低

(3)光栅色散率变小，分辨率降低(4)光栅色散率变小，分辨率增高

1200发射光谱定量分析选用的“分析线对”应是这样的一对线((3))

(1)波长不一定接近，但激发电位要相近(2)波长要接近，激发电位可以不接近

(3)波长和激发电位都应接近(4)波长和激发电位都不一定接近

1218以光栅作单色器的色散元件，光栅面上单位距离内的刻痕线越少，则((4))

(1)光谱色散率变大，分辨率增高(2)光谱色散率变大，分辨率降低

(3)光谱色散率变小，分辨率增高(4)光谱色散率变小，分辨率亦降低

1220某光栅的适用波长范围为600~200nm,因此中心波长为460nm的一级光谱线将与何种光谱线

发生重叠？(1)

(l)230nm二级线(2)460nm二级线(3)115nm四级线(4)除460nm一级线外该范围内所有谱线

1236光栅摄谱仪的色散率，在一定波长范围内((3))

(1)随波长增加，色散率下降(2)随波长增加，色散率增大(3)不随波长而变(4)随分辨率增大而

增大

1237用发射光谱进行定性分析时，作为谱线波长的比较标尺的元素是((3)

（1）钠（2）碳（3）铁（4）硅

1238分析线和内标线符合均称线对的元素应该是((4))

（1）波长接近（2）挥发率相近（3）激发温度相同（4）激发电位和电离电位相近

1239下列哪个化合物不是显影液的组分?((2))

（1）对苯二酚（2）Na2s203（3）KBr（4）

1240下列哪个化合物不是定影液的组分?((1))

⑴对甲氨基苯酚硫酸盐（2）Na2s203（3）H3BO3（4）Na2SO3

1241测量光谱线的黑度可以用((3))

（1）比色计（2）比长计（3）测微光度计（4）摄谱仪

1365火焰（发射光谱）分光光度计与原子荧光光度计的不同部件是((1))

（1）光源（2）原子化器（3）单色器（4）检测器

1368下列色散元件中，色散均匀，波长范围广且色散率大的是((3))

（1）滤光片（2）玻璃棱镜（3）光栅（4）石英棱镜

1377原子发射光谱与原子吸收光谱产生的共同点在于((3))

（1）辐射能使气态原子内层电子产生跃迁（2）基态原子对共振线的吸收

（3）气态原子外层电子产生跃迁（4）激发态原子产生的辐射

1552下面哪些光源要求试样为溶液，并经喷雾成气溶胶后引入光源激发？((1))

（1）火焰（2）辉光放电（3）激光微探针（4）交流电弧

1553发射光谱分析中，具有低干扰、高精度、高灵敏度和宽线性范围的激发光源是（（4））

（1）直流电弧（2）低压交流电弧（3）电火花（4）高频电感耦合等离子体

1554采用摄谱法光谱定量分析，测得谱线加背景的黑度为S（a+b）,背景黑度为Sb,正确的扣除背景方法

应是（⑷）

（l）S（a+b）-Sb（2）以背景黑度Sb为零，测量谱线黑度（3）谱线附近背景黑度相同，则不必扣除背景

（4）通过乳剂特性曲线，查出与S（a+b）及Sb相对应的I（a+b）及1b,然后用I（a+b）-lb扣除背景

1555用发射光谱法分析高纯稀土中微量稀土杂质，应选用（（4））

（1）中等色散率的石英棱镜光谱仪（2）中等色散率的玻璃棱镜光谱仪（3）大色散率的多玻璃棱镜光谱仪（4）大色

散率的光栅光谱仪

1556电子能级差愈小，跃迁时发射光子的((2))

（1）能量越大（2）波长越长（3）波数越大（4）频率越高

1557光量子的能量正比于辐射的((1))

（1）频率（2）波长（3）传播速度（4）周期

1558在下面四个电磁辐射区域中，能量最大者是((1))

（1）X射线区（2）红外区（3）无线电波区（4）可见光区

1559在下面五个电磁辐射区域中，波长最短的是((1))

（1）X射线区（2）红外区（3）无线电波区（4）可见光区

1560在下面四个电磁辐射区域中，波数最小的是((3))

（1）X射线区（2）红外区（3）无线电波区（4）可见光区

1564下面四个电磁辐射区中，频率最小的是(⑶)

（1）X射线区（2）红外光区（3）无线电波区（4）可见光区

1561波长为500nm的绿色光，其能量(：(1))

（1）比紫外线小（2）比红外光小（3）比微波小（4）比无线电波小

1562常用的紫外区的波长范围是((1))

(1)200〜360nm(2)360〜800nm(3)100〜200nm(4)103nm

1563以直流电弧为光源，光谱半定量分析含铅质量分数为10-5以下的Mg时,内标线为2833.07A,应

为（⑴）

（l）MgI2852.129A,激发电位为4.3eV（2）MgII2802.695A,激发电位为12.1eV

（3）MgI3832.3061,激发电位为5.9eV（4）MgIl2798.06A,激发电位为8.86eV

1565NaD双线［MD1）=5895.92A,由3P1/2跃迁至3S1/2;X（D2）=5889.95A,由3P3/2跃迁至3S1/2］的

相对强度比I（D1）/I（D2）应为（⑴）

（1）1/2（2）1（3）3/2（4）2

1569连续光谱是由下列哪种情况产生的？（（1））

（1）炽热固体（2）受激分子（3）受激离子（4）受激原子

1566下面哪种光源，不但能激发产生原子光谱和离子光谱，而且许多元素的离子线强度大于原子线强

度？（⑷）

（1）直流电弧（2）交流电弧（3）电火花（4）高频电感耦合等离子体

1567下面几种常用激发光源中，分析灵敏度噱蒿的是（（4））

（1）直流电弧（2）交流电弧（3）电火花（4）高频电感耦合等离子体

1568下面几种常用的激发光源中，成居定的是（（4））

（1）直流电弧（2）交流电弧（3）电火花（4）高频电感耦合等离子体

1570下面几种常用的激发光源中，分析的线拄箔国最大的是（（4））

（1）直流电弧（2）交流电弧（3）电火花（4）高频电感耦合等离子体

1571下面几种常用的激发光源中，背景最小的是（（1））

（1）直流电弧（2）交流电弧（3）电火花（4）高频电感耦合等离子体

1572下面几种常用的激发光源中，激发温度最高的是（（3））

（1）直流电弧（2）交流电弧（3）电火花（4）高频电感耦合等离子体

1727原子发射光谱仪中光源的作用是（（1））

（1）提供足够能量使试样蒸发、原子化/离子化、激发（2）提供足够能量使试样灰化

（3）将试样中的杂质除去，消除干扰（4）得到特定波长和强度的锐线光谱

1728用原子发射光谱法直接分析海水中重金属元素时，应采用的光源是（（4））

（1）低压交流电弧光源（2）直流电弧光源（3）高压火花光源（4）ICP光源

1729矿物中微量Ag、Cu的发射光谱定性分析应采用的光源是（（2））

（l）ICP光源（2）直流电弧光源（3）低压交流电弧光源（4）高压火花光源

1730在原子发射光谱摄谱法定性分析时采用哈特曼光阑是为了（（3））

（1）控制谱带高度（2）同时摄下三条铁光谱作波长参比（3）防止板移时谱线产生位移（4）控

制谱线宽度

1731下列哪种仪器可用于合金的定性、半定量全分析测定（（3））

（1）极谱仪（2）折光仪（3）原子发射光谱仪（4）红外光谱仪（5）电子显微镜

1735低压交流电弧光源适用发射光谱定量分析的主要原因是（（3））

（1）激发温度高（2）蒸发温度高（3）稳定性好（4）激发的原子线多

1736发射光谱法定量分析用的测微光度计，其检测器是（（3））

（1）暗箱（2）感光板⑶硒光电池（4）光电倍增管

1737发射光谱摄谱仪的检测器是（（2））

（1）暗箱（2）感光板（3）硒光电池（4）光电倍增管

1738发射光谱定量分析中产生较大背景而又未扣除分析线上的背景，会使工作曲线的下部（（1））

（1）向上弯曲（2）向下弯曲（3）变成折线（4）变成波浪线

1739当浓度较高时进行原子发射光谱分析，其工作曲线。gl~lgc）形状为（（2））

（1）直线下部向上弯曲（2）直线上部向下弯曲（3）直线下部向下弯曲（4）直线上部向上弯曲

1751对原子发射光谱法比对原子荧光光谱法影响更严重的因素是（（4））

（1）粒子的浓度（2）杂散光（3）化学干扰（4）光谱线干扰

2014摄谱仪所具有的能正确分辨出相邻两条谱线的能力，称为分辨率，色散率行光谱定性全分析时，

狭缝宽度宜建，目的是保证有一定的分辨率,而进行是'量分析时，狭缝宽度宜或目的是保证有一定

的照度。

2019使电子从基态跃迁到第一激发态所产生的吸收线，称为共振(吸收)线。

2023原子发射光谱激发源的作用是提供足够的能量使试样蒸发和激发。

2048有一闪耀光栅长5cm,每毫米刻痕线数为600条，若入射角为5°,则在该入射角时，对300.0nm

波长的辐射，最多可能看到一级亮条纹。

2053一光栅光谱仪，所用的光栅宽度5cm,刻痕1200条/mm,其第二级衍射光微眼分琴率为120.000,

p209

2059影响谱线强度的内因是各元素的激发电位统计权重,外因是—被测元素的浓度和弧焰

温度。

2070光谱定性分析时应选用灵敏度氤_和展度d」的感光板。

2080在光谱定性分析时，只能使用原子线,不应使用离子线，这种说法是错误的。

2082光谱分析中有自吸现象的谱线.在试样中元素的含量增多时，自吸程度将不会改善.

2103感光板的二个重要的特性是反衬度和灵敏度。

2104应用三标准试样法时.分析线对的黑度一定要在感光板的乳剂特性曲线的线性部分.

2430原子在高温下被激发而发射某一波长的辐射，但周围温度较低的同种原子(包括低能级原子或基

态原子)会吸收这一波长的辐射，这种现象称为自吸。

2431最常用的光谱缓冲剂有碳(或石墨)粉;及碱金属、碱土金属的卤化物或碳酸盐。

2432光谱定量分析中，发现工作曲线的低含量部分向上弯曲，可能是由于分析线或分析线对有背景干

扰引起的，必须进行扣除背景加以校正。

2433光谱定量分析中产生较大背景而又未扣除会使工作曲线的下部(或低含量部分)部分向上弯曲。

2434在发射光谱中，内标法、摄谱法和光电直读法定量分析的基本公式分别是

(l)lgR=lg(I»/I内)=blgc+lgA(2)S=yblgc+71gA(3)lgV=blgc+lgA

2435在谱线强度与浓度的关系式I=Acn中，n表示与自吸有关的常数，当n=0时，表示I与c无关：

当c值较大时,n值口低浓度时,n值旦表示无自吸

2436摄谱法定量分析中，发现工作曲线向浓度轴方向弯曲，可能由于浓度高,分析线有自吸现象;或谱

线黑度落入曝光过度区域.

2437发射光谱定性分析，常以直流电弧光源激发,因为该光源使电极温度高从而使试样易于蒸发;光谱背

景较小;但其稳定性差。

2438对下列试样进行发射光谱分析，应选何种光源较适宜？

(1)海水中的重金属元素定量分析高频电感耦合等离子体

(2)矿物中微量Ag、Cu的直接定性分析直流电弧;

(3)金属睇中Sn、Bi的直接定性分析电火花

2439发射光谱中，背景的来源有分子激发产生的带光谱、炽热固体及离子电子复合时产生的连续光谱、

其它元素的原子或离子光谱对分析线的覆盖及光谱仪产生的杂散光。

2440在直流电弧光源中，自吸现象严重的主要原因是电弧中待测原子密度在一定范围内过大

和______________

2441发射光谱定性分析中，识别谱线的主要方法有(1)铁谱比较法,(2)标准试样光谱比较法。

2442随电弧光源温度增加，同一元素的原子线强度增加。

2443发射光谱分析用的标准试样必须具备含量准确、与试样的基体组成、结构和形态相似、各组分要均

匀等条件。

2444光谱缓冲剂的作用有稳定电弧温度，克服其它存在的元素对分析线强度的影响、稀释试样，减少试

样与标样在组成及性质上的差别、防止燃弧时试样从电极空穴中溅散损失。

2445光谱定性分析要使用哈德曼光阑的目的是为了避免在摄取试样光谱与铁光谱时，由于移动感光板

位置所产生的机械误差而导致译谱时错误判断。

2469衡量摄谱仪的性质，可根据色散率、分辨率和集光本领等三个光学特性指标来表征.

2470应用光栅作为色散元件，在光栅光谱中，各级光谱之间有部分重叠干扰现象存在.为了消除这种干

扰现象，方法有:选择滤光片和分级器.

2600用原子发射光谱进行定性分析时，铁谱可用作谱线波长标尺来判断待测元素的分析线.

2601光电倍增管的作用是(1)将光信号转变为电信号；(2)信号放大采用这类检测器的光谱仪称为光电

直读光谱仪.

2602原子发射光谱法定性分析的依据是各种元素的原子核外层电子基态与激发态之间的能级差(AE)

大小不同，受激跃迁时，不同的原子都有其特征的光谱线及线组；对被检测的元素一般只需找出2〜3根

灵敏线即可判断该元素是否存在。

2603在原子发射光谱仪的激发光源中，主要发生试样的蒸发及原子离子化、气态原子、离子激发过程。

试样的蒸发速度主要取决于试样的热稳定性,达到稳定蒸发所需的时间称为预燃时间。

2604电感耦合等离子体光源主要由高频发生器、等离子炬管、雾化器等三部分组成.此光源具稳定性

好、基体效应小、线性范围宽、检出限低、应用范围广、自吸效应小、准确度高等优点o

2605原子发射光谱仪中，低压交流电弧、高压火花等激发光源中的激发过程主要是高速、热运动的粒子

激发,它是由碰撞引起的。

2606某平面反射光栅的适用波长范围为600~200nm,因此，中心波长为460nm的一级光谱将与波长

为230nm的济;谱相重叠。

2607在原子发射光谱分析的元素波长表中.LiI670.785nm表示Li的67().785nm的原子线,BeII

313.034nm表示Be的313.042的一级离子线。

2608与低压交流电弧为光源的原子发射光谱法相比，火焰原子发射光谱法的光源温度较低，因此它的激

发能量较低，但由于火焰燃烧较稳定,所以后者测定的稳定性较好，准确度较高。

2609在原子发射光谱定量分析中，持久工作曲线法与三标准试样法相比较，前者的优点是分析速度快,

缺点是准确度较差,

3085WPG-100型1m平面光栅摄谱仪上使用的衍射光栅为每毫米1200条，总宽度为50mm,闪烁

波长为300.0nm,试计算此光谱仪的倒线色散率，理论分辨率和闪耀角(仅讨论一级光谱且衍射角很小)。

［答］1.角色散率公式：dp/dX=n/dcosP

cosp*1,m=1

倒线色散率公式：dX/dl=d/f

d=1/1200(mm);fyIO3(mm)

所以dX/dl=1/(1200X103)mm/mm=106/(1200X103)nm/mm=0.8nm/mm

2.理论分辨率：R=mN=1X1200X50=60X104

6

3.闪耀角：sin0=Xb/2d=1/2x(300.0X1200XIO_)=0.18

0=10.37°

3086今有一块每毫米600条的光栅，复合光的入射角为10°,试求复合光中波长为400nm的单色

光的衍射角(只考虑一级光谱)。

［答］光栅基本公式±m^=b(sina±sin。)

令a=10°,sina=0.17365

b=1/600(mm)=106/600(nm)=1667nm

先按n=+1,X=b(sina+sinp)计算：

400=1667(0.17365+sin,)许=3°48'

这些单色光的衍射方向与入射光在光栅法线的同侧。

再按n=-1,X=(sina-sinP)计算：

-400=1667(0.17365-sin%')pz,=24°26,

这些单色光的衍射方向与入射光在光栅法线的两侧。

3088用加入法测量SiO2中微量Fe时，以Fe302.6nm为分析线，Si302.00nm为内参比线，所测得

的数据如下：

w(Fe)/%(加入量)00.0010.0020.003

AS(Fe)0.230.420.510.63

已知分析线和内参比线黑度均在乳剂特性曲线的直线部分，且r=1.00,试求该试样中Fe的质量分数。

［答|由于AS=rlgR且r=1.00

贝ljR分另U为1.702.633.234.26

作R—3(%)工作曲线,如下图

得SiO2中含3(Fe)=0.002%

3091若光栅刻痕为每毫米1200条，当入射光为垂直时(入射角=0°)则300.0nm波长的光在一级

光谱中的衍射角应为多少？

［答］光栅公式mA,=b(sina+sin^)

sinp=mX/bm为光谱级数

b=l/1200(mm)=833(nm)

P=21.10°

3092已知光谱摄谱仪的光栅每毫米1200条，宽度为5cm,求：

(1)在一级光谱中，光栅理论分辨率是多少？

(2)对于X=600nm的红光，在一级光谱中，光栅所能分辨的最靠近的两谱线的波长差是多少？

［答］(1)R=mN=1X50X1200=6义104;(2)AX=X/R=600/(6X104)=0.01nm

3099一块宽为50mm,刻痕密度为2400mm-1的光栅，在二级光谱中的分辨能力为多少？在

240.00nm附近能分辨的两波长差为多少？

［答］R=mN=2X50X2400=2.4X105

A%=X/R=240.00/(2.4X105)=0.001nm

3101两根相差0.28nm的谱线，在一光谱仪的出射狭缝焦面上分开的距离为0.16mm,问该仪器单色器

的倒线色散率为多少？如果出射狭缝宽为0.15mm,问单色器通带宽度为多少？

d2_0.28

=1.75nm/nm

答d7"0?16

——x0.15=1.75x0.15=0.263nm

d/

倒线色散率为1.75nm/mnio通带宽度为0.263nm。

3119用钛元素的两条谱线TiH322.4nm和Till322.3nm的强度比来计算光源的T,相应的光谱数

据和测量结果如下：

X/nmE/eVgI

TiII322.45.4320.130

Ti11322.33.863.190

5040(5.43-3.86)

=6133.9K

［答］由两谱线强度比公式得八20.1x322.3।30、

T(1g------------------1g——)

3.1x322.490

|3141|如果要分开钠D线589.0nm和589.6nm,则所需的棱镜分辨率为多少？有一3cm底边的棱

镜，在可见光区(450nm)的色散率dn/dX为2.7X10-4nm-l,试计算在此波长下的分辨率。

4_(589.0+589.6)/2_2

-

［答I(1)所需的棱镜分辨率为5896-5890-(2)在此波长

74

下的分辨率为^^(3xl0)(2.7xl(T)=8.1xltf

3142计算2500K时，处于3P激发态的钠原子数对基态原子数之比(已知:从3p-3s跃迁的钠原子线的平

均波长为589.2nm)«

［答『NaIs2,2s2,2p6,3s1

Ej=hc/X=(6.626X1034X3X10l0)/(5892XIO_8)=3.372X10l9J

3s能级有2个量子状态即S=1/2,L=0,J=1/2所以g0=2J+1=2

3p能级有6个量子状态，即S=,L=1,J=,

所以gj=E&=4+2=6

代入Boltzmann方程式

Njgj6

——=---------exp|-E.j/(kT)l=——exp|-3.372X10l2/(1.38X1O-,6X2500)］

Nogo2

Nj/No=1.7X10“

3143根据选择定则估算3D3,2,1----------3P2,1,0跃迁可能有的谱线。

I答］根据选择定则

An=0,1,2,3,…AS=0

AL=±1,AJ=0,±1

可知、3,2,1分别为：3P3,2,1分别为:

L=2,S=l,S=l,J=2

L=2,S=1,S=l,J=1

L=2,S=l,S=l,J=0

故有3333333333等条曲线。

D3—P2,D2—PHDr-P1,3Di---3p|,D,—Po,D1—P26

3146有一每毫米1200条刻线的光栅，其宽度为5cm,在一级光谱中，该光栅的分辨率为多少？要将

一级光谱中742.2nm和742.4nm两条光谱线分开，则需多少刻线的光栅？

［答］⑴设光栅的分辨率为R=nN=lX(5X10X1200)=60,000

(2)需如下刻线的光栅

X.(742.2+742.4)/2

R=---------=----------------------------=3711

AA.742.4-742.2

N=R/n=3711/1=3711条

3147今有刻线为每毫米1200条的光栅，当其闪耀角为20°时，其一级闪耀波长和二级闪耀波长各为

多少？

I答I⑴根据nX=2bsinrXr=2bsinr/n

2(l/1200)sin200

4

Xri=--------------------------------=5.7X10-mm=570.0nm

1

(2)同理

2(1/1200)sin20"

大理=---------------------=285.0nm

2

如学生问，可以提示sin20°的值。

3148用一每毫米有500条刻痕线的衍射光栅观察钠光谱线3=589.6nm),问光线以30°角入射时，最

多能看到第几级条纹？

［答］根据光栅公式nX=b(sina+sinP)

当a=30°时sina-1/2

最多能看到衍射级次n的最大值对应于反射角p=90°即0叩=1

b为光栅上二刻痕线间距离，故b=1/500mm=1/5000cm

b(sina+sinp)0.5+1

所以n=----------------------=--------------------------------=5.09=5

A.5000X5896XIO-8

答：最多能看到第5级条纹。

已知玻耳兹曼常数k为1.38X10-23J«K-1,普朗克常数h为6.63X10-34J・S,光速c为3X1010cm•S-1,与

钠原子的3S和3p能级对应的谱线波长为589.0nm,其3S和3p的统计权重之比为1/3。计算在火焰温度为

3000K时,3p激发态与3S基态的钠原子数的比值。

［答］E=hc/)=6.63X10-24x10-10x3X1010/(589.0X10*)=3.38X10-19J,W

1923

Nj/No=(&/go)exp［-Ej/kT］=(3/1)exp［-3.38X10-/(1.38X10°X10'X3000)］=8.54X10'

3317钠原子的3s基态和3p激发态对应的谱线波长为589.0nm,3S和3p能级的统计权重分别为2和6,该

两能级所对应的能量差为3.37X10-19J.已知波耳兹曼常数为1.38X10-23J-K-1,

(1)试求典型的火焰温度(2500K)时激发态和基态的原子数之比，

(2)由计算结果比较温度对原子发射光谱法和原子吸收光谱法的影响。

[答](1)由玻耳兹曼公式,Nj/N»=(gi/go)exp(-Ej/kT)=(6/2)exp[-3.37X1019/1.38X10-23

X2500]=1.72XIO-4

(2)由此可知，在通常的火焰温度下,N/No值很小，基态原子数No可近似为原子总数.即激发光源中激

发态原子数Ni占原子总数的比例很小，且与温度呈指数关系,原子发射线的强度与Ni有关，故原子发射法受

温度影响较严重。而原子吸收线的强度与No有关,温度的变化对数量大得多的N。影响很小，故原子吸收法

受温度的影响小。因此,原子吸收光谱法的准确度高于原子发射光谱法。

3360求算CaI422.7nm的激发电位应为多少电子伏特？当gi/g0=3时，计算在6000K时，激发态原子

与基态原子数目之比？

(已知普朗克常数h=6.626X10-34J•S,玻耳兹曼常数k=1.38X10-23J/K,leV=1.602X10-19J/mol)

[答]E=hc/A,=6.626X1O-34X3X1O10/(422.7X10'7)=4.698X10l9J=2.93eV

1923

Ni/N0=(gi/g«)exp(-E/kT)=3exp|-4.698XIO-/(1.3804X1O'X6000)]=1.033X10”

3361计算在3000K时Na原子产生3p-3S间跃迁，其波长为588.9nm,此时激发态原子数与基态原子

数之比为多少？若要使此比值增加50%,则温度要增加到多少？

(已知普朗克常数h=6.626X10-34J-S,玻耳兹曼常数k=1.38X10-23J/K)

[答]激发电位E=hc/A,=6.626X1O-34X3X1O10/(588.9X107)=3.372X10l9J

1923

Ni/N0=(gi/g0)exp(-E/kT)=(4/2)Xexp(-3.372X1O-/(1.386X1O'X3000))=5.86X10"*

4

使比值增加50%则Nj/N0=8,715X10-

exp(-E/kT)=8.715X10-4/(4/2)=4.358X10u贝！JE/kT=7.744

所以T=3.372X109/(i.386X1O'23X7.744)=3156K

3362计算温度为6000K时Na的D双线QDl=5895.92A,由2P1/2-2S1/2;A.D2=5889.95A,由2P3/2

-2S1/2所对应的激发态与基态原子数之比及其强度比。

(已知普朗克常数h=6.626X10-34J•S,玻耳兹曼常数k=1.38X10-23J/K)

[答]依玻耳兹曼方程Nj/N0=(gi/g°)exp(-Ei/kT)=(gi/g0)exp(-hc/XkT)

3481023

(Ni/N0)D2=(4/2)exp[-6.626XlO_X3X10/(5889.95XIO-X1.386X1O-X6000))=0.034

3481023

(N/N0)di=(2/2)exp[-6.626X10'X3X10/(5895.92X10'X1.386X1O'X6000)]=0.017

谱线强度1『Agj/A,g0)exp(—Ej/kT)

A为跃迁概率，可认为两谱线的A相等

贝!IID2：1D1=(0.0