原子發(fā)射光譜儀原理

銳機(jī)械

原子發(fā)射光譜儀（Atomic Emission Spectrometer，簡(jiǎn)稱AES）的原理是通過(guò)將樣品中的元素激發(fā)到高能態(tài)，使其原子或離子發(fā)射特征光譜線。通過(guò)分析這些光譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，可以定量或定性地分析樣品中元素的組成。下面是詳細(xì)的原子發(fā)射光譜儀工作原理：
1. 激發(fā)樣品中的原子樣品通常是固體、液體或氣體，通過(guò)火焰、電感耦合等離子體（ICP）、電弧、等離子體等高能量源進(jìn)行激發(fā)。在激發(fā)過(guò)程中，樣品中的原子或離子吸收能量，電子從基態(tài)躍遷到更高能級(jí)的激發(fā)態(tài)。

• 火焰激發(fā)（Flame Emission Spectroscopy，F(xiàn)ES）：常用的能量源是火焰，通過(guò)火焰中的高溫（通常為2000°C至3000°C）將樣品氣化，并激發(fā)原子或離子。
• 電感耦合等離子體（ICP）：一種高能激發(fā)源，能提供比火焰更高的溫度（約6000°C至8000°C），適用于分析更廣泛的元素和更低濃度的樣品。
  

2. 原子發(fā)射當(dāng)樣品中的原子或離子受到足夠的能量激發(fā)后，其電子從激發(fā)態(tài)躍遷回較低的能級(jí)，過(guò)程中會(huì)釋放出特定波長(zhǎng)的光（即發(fā)射光譜）。這種光的波長(zhǎng)和元素的種類有關(guān)，是元素的特征光譜。

• 每種元素都有一組特征的發(fā)射光譜線，這些譜線對(duì)應(yīng)于電子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)的過(guò)程。因此，每個(gè)元素發(fā)射的光譜線具有獨(dú)特的波長(zhǎng)。
  

3. 光譜分離發(fā)射的光譜通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)（如光柵或棱鏡）分離不同波長(zhǎng)的光。常見(jiàn)的光譜儀使用光柵或棱鏡將光分散成不同的波長(zhǎng)。然后，這些光被引導(dǎo)到探測(cè)器中。
4. 探測(cè)和數(shù)據(jù)處理探測(cè)器（如光電倍增管、CCD相機(jī)等）將分離出的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。電信號(hào)的強(qiáng)度與樣品中各元素的濃度成正比。因此，通過(guò)測(cè)量不同波長(zhǎng)光譜線的強(qiáng)度，可以得出樣品中各元素的濃度。

• 光譜強(qiáng)度與濃度的關(guān)系：根據(jù)比爾-朗伯定律，光譜線的強(qiáng)度與元素的濃度是線性關(guān)系。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)樣品的比較，能夠定量分析樣品中元素的濃度。
  

5. 數(shù)據(jù)分析最后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理探測(cè)器收集到的數(shù)據(jù)，通過(guò)譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，確定樣品中各元素的種類和含量。

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