?、?和?的特征值视原子而异。 继G. Kirchhoff的工作之后,到1920年左右,原子吸收光谱的理论研究方面有了较大的发展,确定了吸收值和某些原子常数之间的关系,阐明了谱线变宽效应以及在这些效应下谱线的形状,制定了原子吸收测定方法。但是原子吸收的原理仍然主要被天文学家用来测定星球大气中金属的浓度。这种测定方法,需要有热电离理论(萨哈,Saha,1929年提出)和线吸收系数理论。定量估价原子浓度的一个重要概念称为原子的“振子强度”。测定谱线吸收的实验基础,在于测量不同元素和不同谱线的振子强度。要做到这点,需确切了解吸收介质中自由原子的浓度,这样一来实验方法就比较复杂,以致这些方法不适宜用作化学分析。产生这种情况的主要原因是未能找到一种解决测量原子吸收系数的实用方法。 唯一例外是空气中汞浓度的测定。 汞元素广泛用于工业生产,毒性很强,而且在大气中测量它很困难。但由于它的特性,即使在室温下汞也具有足够高的蒸气压,这样,利用它的共振线吸收,AAS很易用于汞的测定。基于此种原理而设计的第一台仪器,在本世纪三十年代早期已经问世。直到1950左右,AAS在分析化学方面的应用,还只限于测定大气中的汞蒸气,它并未引起人们应有的重视。 如上所述,虽然G. Kirchhoff早已在1860年就认识了原子吸收的原理,并且此理论基础在以后的几十年中又不断有所发展,但这一方法的实际意义却在很长的一段时间内没有被人们所认识。 1.1.2 技术突破和在分析化学上的应用 原子吸收分光光度法作为一个样品成分分析方法出现以后,也经历了一个发展的过程。其中用火焰作吸收介质的原子吸收分光光度法,是早期发展的主要原子化方法。 1.1.2.1 空心阴极灯的发明 由于产生气态自由原子的困难,妨碍了原子吸收在测定其他元素上的应用。随着发射火焰光度法的发展,发现把细散的试样投入火焰,即可获得一个相当简单的和具重现性的方法。在火焰温度下,大部分的化合物蒸发和解离,致使火焰气体含有很多元素的自由原子。尽管有这样众所周知的事实,使用这种火焰于吸收测量的可能性仍未引起重视。 原子吸收的带宽仅有百分之几埃的数量级。要在如此窄的带宽中,准确测定随频率急剧变化的积分吸收系数,在商品仪器中是难以实现的,也无法保障足够的信噪比。1953年,澳大利亚物理学家沃尔什(A.Walsh) 建议采用原子吸收光谱作为一种化学分析法 。但是,原子吸收光谱法实际上正式诞生于1955年,Walsh发表了一篇论文“The application of atomic absorption spectra to chemical analysis”, 在他的论文中指出可以用简单的仪器作原子吸收分析,提出了峰值吸收测量原理——通过测量峰值吸收系数来代替积分吸收系数的测定。峰值吸收系数与待测原子浓度存在线性关系。他还提出,采用锐线光源是可以准确测定峰值吸收系数的。空心阴极灯是一种实用的锐线光源。这就解决了实际测量的困难。人们很早就对空心阴极灯辉光放电现象进行了光谱研究,为空心阴极灯作为一种稳定的锐线光源提供了理论依据,从而使在二十世纪五十年代提出的原子吸收分析的蜂值吸收测量,有了实际可能。
在文章中,他还强调指出这个方法的优点:原子吸收光谱法和发射法不同,它具有与跃迁激发电压无关,很少受温度变化及其它辐射线或原子间能量交换的影响等优点。这一论文奠定了原子吸收分光光度法的理论基础,开拓了它广泛应用的前景。 另外,在这一年中,阿尔克马德(A1kemade)和米拉兹(Milatz )也独立地发表了几篇文章,建议将原子吸收光谱法作为常规的分析方法。这些文献促使火焰光谱学的分析应用得到人们的重视。 在此之后的几年中,主要是Walsh和他在澳大利亚联邦科学和工业研究机构的合作者们将原子吸收发展成为一种具有高灵敏度和高选择性的定量分析技术,并命名为原子吸收分光光度分析 (atomic absorption spectroscopy)。Walsh不仅在发展该方法的理论基础方面享有声誉,并在实际应用和仪器原理方面也做出了贡献。1960年,在他的文章“Hollow-cathode discharge---the construction and characteristics of sealed-off tubes for use as spectroscopic light source.”中提出使用空心阴极灯作为AAS测定的灯光源,解决了原子吸收光谱的光源问题。与此同时,荷兰的J. T. J. A1kemade也报道了采用火焰的吸收实验。自此以后,不少作者对这一方法的理论和实验作了进一步的研究和探索,并且研制出各种型号性能优良的仪器和元素灯,加速了这一新技术的发展和应用。 原子吸收分光光度法作为一个强有力的分析测试手段开始得到广泛应用与飞跃发展,还是1955年以后的事情。其发展的速度和规模,仅从以下的数字就可以看出来。自1954年在澳大利亚墨尔本物理研究所展览会上展览出第一台简单的原子吸收分光光度计,到50年代末 PE 和 Varian公司推出了原子吸收分光光度计商品仪器,促