光譜儀的原理

 

 光譜儀采用的發(fā)射光譜原理，發(fā)射光譜（OES）是一項(xiàng)用于檢查和定量分析材料中組成元素的技術(shù)。OES利用每個(gè)元素都有其特有的院子結(jié)構(gòu)的事實(shí)。當(dāng)吸收到附加的能量時(shí)，每個(gè)元素發(fā)出特有波長(zhǎng)的光，或顏色。因?yàn)闆](méi)有兩個(gè)元素有相同的光譜線。所以元素能夠被分辨出來(lái)。發(fā)射光譜線的亮度與對(duì)應(yīng)的元素在油樣重的數(shù)量成正比，這樣可以確定元素的濃度。在通常情況下，激發(fā)之前，每個(gè)元素的電子以它的最低能量被傳遞給油液或燃料，導(dǎo)致樣品汽化。原子中的電子吸收能力并暫時(shí)被迫離開(kāi)其元素核而達(dá)到一較高的、不穩(wěn)定的運(yùn)行軌道。在達(dá)到此不穩(wěn)定狀態(tài)后，電子釋放所吸收的能量并返回基態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。所釋放的能量是一特定值，與受激原子內(nèi)電子躍遷時(shí)的能量變化值相對(duì)應(yīng)。能量以光的形式發(fā)出，次光線有一固定的頻率或波長(zhǎng)（頻率與波長(zhǎng)成反比），其由電子躍遷時(shí)的能量決定。由于有些復(fù)雜原子的許多不同電子可能會(huì)有多種不同的能量躍遷，所以會(huì)發(fā)出許多不同波長(zhǎng)的光線。這些光譜線唯一對(duì)應(yīng)于某種元素的原子結(jié)構(gòu)。光譜線的強(qiáng)度正比于樣品中被測(cè)元素的濃度。如果在樣品中存在不止一種元素，則對(duì)應(yīng)每個(gè)元素將分別會(huì)出現(xiàn)明顯不同波長(zhǎng)的光譜線。為了辨別和定量分析在樣品中出現(xiàn)的元素，必須分開(kāi)這些譜線。通常在許多可能的選擇中只有一條光譜線被選來(lái)決定某一元素的濃度。被選譜線一般亮度較大，并能免受其他元素光譜線的干擾。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，需要一套光學(xué)系統(tǒng)。所有的發(fā)射光譜分析儀系統(tǒng)都由三個(gè)主要部分組成。它們是1）激發(fā)源，2）光學(xué)系統(tǒng)，3）讀出系統(tǒng)。