原子熒光光譜法的原理

1、原子熒光光度計(jì)的產(chǎn)生：

原子蒸氣通過吸收特定波長的光輻射能量而被激發(fā)至激發(fā)態(tài)，受激發(fā)原子在去活化過程中發(fā)射出一定波長的光輻射成為原子熒光，利用這一物理現(xiàn)象發(fā)展起來的分析方法被稱為原子熒光光譜分析。

2、原子熒光光度計(jì)的類型：

熒光有五種基本類型：共振熒光、直躍線熒光、階躍線熒光、敏化熒光和多光子熒光，各種原子熒光的類型見下圖，表中給出了一些具體實(shí)例。

圖1 原子熒光的類型

(a)共振熒光(兩種過程)；(b)激發(fā)態(tài)共振熒光；(c)Stokes直躍線熒光；(d)激發(fā)態(tài)Stokes直躍線熒光；(e)反Stokes直躍線熒光；(f)激發(fā)態(tài)反Stokes直躍線熒光；(g)Stokes階躍線熒光；(h)激發(fā)態(tài)Stokes階躍線熒光；(i)反Stokes階躍線熒光；(j)激發(fā)態(tài)反Stokes階躍線熒光；(k)熱助Stokes或反Stokes階躍線熒光(視吸收)輻射波長比熒光輻射波長短或長而定)；(l)激發(fā)態(tài)熱助Stokes或反Stokes階躍線熒光(視吸收)輻射波長比熒光輻射波長短或長而定)；(m)敏化熒光(D為給體；D*為激發(fā)態(tài)給體；A為受體；A*為激發(fā)態(tài)受體；hvE為激發(fā)輻射；hvF為熒光輻射)；(n)激發(fā)雙光子熒光(涉及兩個以上光子的多電子過程比雙光子過程有更少概率)。

對于共振熒光[圖1(a)和(b)]，在激發(fā)和去激發(fā)過程中涉及的上能級和下能級相同，因此吸收和發(fā)射波長相同。當(dāng)涉及的上能級和下能級相同時，會產(chǎn)生直躍線熒光[圖1(c)～(f)]；而對于階躍線熒光[圖1(g)～(l)]，所涉及的激發(fā)-去活化的上能級是不同的。直躍線熒光和階躍線熒光都可歸入非共振熒光類。當(dāng)通過吸收光子而被激發(fā)的給體組分將能量轉(zhuǎn)移給受體原子，而后發(fā)生輻射去活化時會產(chǎn)生敏化熒光[圖1(m)]。最后，當(dāng)有兩個以上的光子將一個原子激發(fā)到激發(fā)態(tài)而后發(fā)射一個光子時，便形成了多光子熒光[圖1(n)]。中間能級可以是虛的也可以是實(shí)的，且激發(fā)光子的能量可以相同也可以不相同。

我們也可對不同類型的共振熒光、直躍線熒光和階躍線熒光加以區(qū)分。如涉及的上下能態(tài)均為激發(fā)態(tài)，則該熒光過程被稱作激發(fā)態(tài)熒光[圖1(b)、(d)、(f)、(h)、(j)和(l)]；Stokes和反Stokes分別表示激發(fā)波長小于或大于發(fā)射波長，若激發(fā)過程為先輻射激發(fā)，后發(fā)生熱激發(fā)，則此過程稱為熱助過程圖1(k)和(l)]。

大多數(shù)分析工作涉及共振熒光，因?yàn)槠滠S遷概率最大且用普通線光源即可獲得相當(dāng)高的輻射密度。敏化熒光和多光子熒光很少用于分析，因?yàn)楫a(chǎn)生的熒光輻射密度低。用非共振熒光時，可用波長選擇辦法分辨散射與熒光，因?yàn)榇藭r的激發(fā)和發(fā)射波長是不同的。

表1 不同熒光類型實(shí)例

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