【你问我答】（四） 原子吸收光谱变宽的原因？

郁闷的巴乔 2008/07/31

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活到九十 学到一百 2008/07/31

引起谱线变宽的主要因素有： ①自然宽度：在无外界影响下，谱线仍有一定宽度，这种宽度称为自然宽度，以ΔvN表示。根据量子力学的 Heisenberg 测不准原理，能级的能量有不确定量 ∆E ，可由下式估算：..  — 激发态原子的寿命，当  为有限值时，则能级能量的不确定量 ∆E 为有限值，此能级不是一条直线，而是一个“带”。  越小，宽度越宽。 但对共振线而言，其宽度一般 < 10-5 nm，可忽略不计。 ②多普勒宽度：由于原子在空间作无规则热运动所导致的，故又称为热变宽。 　当火焰中基态原子向光源方向运动时，由于 Doppler 效应而使光源辐射的波长增大，基态原子将吸收较长的波长；反之亦然。因此，原子的无规则运动 就使该吸收谱线变宽。当处于热力学平衡时， Doppler变宽可用8.2式表示： 可见，Doppler变宽与元素的原子质量、温度和谱线的频率有关.待测元素的原子质量M越小，温度愈高，则ΔυD越大（参表8.1）对多数谱线：∆ D ：10-3 ~ 10-4 nm， ∆D 比自然变宽大 1~ 2个数量级，是谱线变宽的主要原因。 ③压力变宽：由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级稍微变化，使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线变宽。根据与之碰撞的粒子不同，可分为两类： (1) 因和其它粒子(如待测元素的原子与火焰气体粒子)碰撞而产生的变宽－劳伦兹变宽，以ΔvL表示。 (2) 因和同种原子碰撞而产生的变宽—共振变宽或赫鲁兹马克变宽。共振变宽只有在被测元素浓度较高时才有影响。在通常的条件下，压力变宽起重要作用的主要是劳伦兹变宽，谱线的劳伦兹变宽可由8.3式决定： 劳伦兹宽度与多普勒宽度有相近的数量级，大约为10-3 ~ 10-4nm。 实验结果表明：对于温度在1000 ~ 3000K， 常压下，吸收线的轮廓主要受 Doppler 和 Lorentz 变宽影响，两者具有相同的数量级，约为0.001-0.005nm。 采用火焰原子化装置时， ∆L是主要的； 采用无火焰原子化装置时， ∆D是主要的。 ④ 其他变宽：场致变宽；自吸效应； 不论哪一种变宽都将导致[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分析灵敏度下降

zhaoyongqiang 2008/07/31

1）自然宽度 照射光具有一定的宽度。 （2）温度变宽（多普勒变宽） ΔVo 多普勒效应：一个运动着的原子发出的光，如果运动方向离开观察者（接受器），则在观察者看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，高。 （3）压力变宽（劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽）ΔVL 由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。 劳伦兹（Lorentz）变宽： 待测原子和其他原子碰撞。随原子区压力增加而增大。 赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽（共振变宽）： 同种原子碰撞。浓度高时起作用，在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]中可忽略（4）自吸变宽 光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。灯电流越大，自吸现象越严重。 （5）场致变宽 外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场的作用使谱线变宽的现象；影响较小； 在一般分析条件下ΔVo为主。