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原子熒光光譜的產(chǎn)生

更新時(shí)間:2019-12-02      點(diǎn)擊次數(shù):3401

     氣態(tài)自由原子吸收光源的特征輻射后,原子的外層電子躍遷到較高能級(jí),然后又躍遷返回基態(tài)或較低能級(jí),同時(shí)發(fā)射出與原激發(fā)波長相同或不同的發(fā)射即為原子熒光。原子熒光是光致發(fā)光,也是二次發(fā)光。當(dāng)激發(fā)光源停止照射之后,再發(fā)射過程立即停止。
  原子熒光的類型
  原子熒光可分共振熒光、非共振熒光與敏化熒光等三種類型。
  A 起源于基態(tài)的共振熒光 起源于基態(tài) 正常階躍熒光 起源于亞穩(wěn)態(tài)
  B 熱助共振熒光 起源于亞穩(wěn)態(tài) 熱助階躍熒光 起源于基態(tài)
  ⑴ 共振熒光 
  氣態(tài)原子吸收共振線被激發(fā)后,再發(fā)射與原吸收線波長相同的熒光即是共振熒光。它的特點(diǎn)是激發(fā)線與熒光線的高低能級(jí)相同,其產(chǎn)生過程見圖中之A。如鋅原子吸收213.86nm的光,它發(fā)射熒光的波長也為213.861 nm。若原子受熱激發(fā)處于亞穩(wěn)態(tài),再吸收輻射進(jìn)一步激發(fā),然后再發(fā)射相同波長的共振熒光,此種原子熒光稱為熱助共振熒光。見圖(a)中之B。
  ⑵ 非共振熒光
  當(dāng)熒光與激發(fā)光的波長不相同時(shí),產(chǎn)生非共振熒光。非共振熒光又分為直躍線熒光、階躍線熒光、anti-Stokes(反斯托克斯)熒光。
  (i)直躍線熒光 
  激發(fā)態(tài)原子躍遷回至高于基態(tài)的亞穩(wěn)態(tài)時(shí)所發(fā)射的熒光稱為直躍線熒光,見圖(b)。由于熒光的能級(jí)間隔小于激發(fā)線的能級(jí)間隔,所以熒光的波長大于激發(fā)線的波長。如鉛原子吸收283.31nm的光,而發(fā)射405.78nm的熒光。它是激發(fā)線和熒光線具有相同的高能級(jí),而低能級(jí)不同。如果熒光線激發(fā)能大于熒光能,即熒光線的波長大于激發(fā)線的波長稱為Stokes熒光;反之,稱為anti-Stokes熒光。直躍線熒光為Stokes熒光。
  (ii)階躍線熒光 
  有兩種情況,正常階躍熒光為被光照激發(fā)的原子,以非輻射形式去激發(fā)返回到較低能級(jí),再以發(fā)射形式返回基態(tài)而發(fā)射的熒光。很顯然,熒光波長大于激發(fā)線波長。例鈉原子吸收330.30nm光,發(fā)射出588.99nm的熒光。非輻射形式為在原子化器中原子與其他粒子碰撞的去激發(fā)過程。熱助階躍熒光為被光照射激發(fā)的原子,躍遷至中間能級(jí),又發(fā)生熱激發(fā)至高能級(jí),然后返回至低能級(jí)發(fā)射的熒光。例如鉻原子被359.35nm的光激發(fā)后,會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的357.87nm熒光。階躍線熒光產(chǎn)生見圖(c)。
  (iii)anti-Stokes熒光 
  當(dāng)自由原子躍遷至某一能級(jí),其獲得的能量一部分是由光源激發(fā)能供給,另一部分是熱能供給,然后返回低能級(jí)所發(fā)射的熒光為anti-Stokes熒光。其熒光能大于激發(fā)能,熒光波長小于激發(fā)線波長。例如銦吸收熱能后處于一較低的亞穩(wěn)能級(jí),再吸收451.13nm的光后,發(fā)射410.18nm的熒光,見圖(d)。
  (3) 敏化熒光 
  受光激發(fā)的原子與另一種原子碰撞時(shí),把激發(fā)能傳遞給另一個(gè)原子使其激發(fā),后者再以發(fā)射形式去激發(fā)而發(fā)射熒光即為敏化熒光。火焰原子化器中觀察不到敏化熒光,在非火焰原子化器中才能觀察到。 在以上各種類型的原子熒光中,共振熒光強(qiáng)度大,為常用。(來源:轉(zhuǎn)載網(wǎng)站)

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