直讀光(guang)譜儀的(de)自(zi)動化(hua)程(cheng)度高(gao)、選(xuan)擇(ze)性(xing)好(hao)、操(cao)作簡(jian)單(dan)、分析速度(du)快(kuai)、可(ke)同(tong)時(shi)進行(xing)多(duo)元素定量分析直讀(du)光(guang)譜分析的(de)基(ji)本(ben)原理(li)。
直讀光(guang)譜儀由(you)測(ce)定物質(zhi)的(de)組(zu)成,是人類(lei)認識(shi)自(zi)然,改造自(zi)然必要的(de)。物質(zhi)系(xi)由(you)分子(zi)或(huo)原子(zi)所組成。欲(yu)測定(ding)物質(zhi)的(de)組(zu)成,通常用化(hua)學分析法,但光(guang)譜分析也是廣泛(fan)采(cai)用的(de)方法。
物質(zhi)都有(you)其屬(shu)性(xing),通過屬(shu)性(xing)可(ke)以(yi)區別不同的(de)物質(zhi)。由(you)於(yu)物質(zhi)的(de)組(zu)成不同,在(zai)壹定(ding)條件(jian)下(xia)物質(zhi)能(neng)發射(she)其(qi)特(te)征(zheng)的(de)光(guang)譜。我(wo)們就(jiu)是利(li)用光(guang)譜這(zhe)個屬(shu)性(xing)來測(ce)定(ding)物質(zhi)的(de)組(zu)成。
由(you)於(yu)光(guang)具有(you)波(bo)動物質(zhi),所以(yi)光(guang)的(de)壹(yi)個標(biao)誌是它(ta)的(de)波(bo)長。不同顏(yan)色的(de)光(guang)彩表明(ming)它們的(de)波(bo)長不同。由(you)短(duan)波(bo)的(de)紫(zi)光(guang)到長波(bo)的(de)紅(hong)光(guang)組成(cheng)全部(bu)可見光(guang)。按照(zhao)波(bo)長分開(kai)而(er)排(pai)列(lie)的(de)壹(yi)系列(lie)不同波(bo)長的(de)光(guang)就組(zu)成所謂光(guang)譜。廣義(yi)而(er)言,可用於(yu)分析工作的(de)光(guang)譜的(de)範(fan)圍可(ke)以(yi)包(bao)括更(geng)大(da)電磁(ci)波(bo)的(de)範(fan)圍,大(da)約波(bo)長範圍由(you)10-10至10厘米(mi)。
物質(zhi)能(neng)發射(she)光(guang)譜,物質(zhi)對(dui)光(guang)且有(you)吸收(shou)、散(san)射(she)等(deng)作用。這(zhe)些現(xian)象(xiang)都可以(yi)利(li)用來作物質(zhi)的(de)測(ce)定。這(zhe)裏討(tao)論的(de)限(xian)於(yu)發射(she)光(guang)譜分析,或者(zhe)說(shuo)的(de)嚴(yan)密壹(yi)些,應(ying)稱(cheng)作發射(she)光(guang)譜化(hua)學分析。但為(wei)簡(jian)單(dan)起見,我們就(jiu)稱(cheng)之為(wei)光(guang)譜分析。
物質(zhi)發射(she)的(de)光(guang)譜有(you)三種(zhong),線(xian)狀(zhuang)光(guang)譜、帶狀光(guang)譜及連(lian)續(xu)光(guang)譜。線(xian)狀(zhuang)光(guang)譜系(xi)由(you)原子(zi)或離子(zi)被(bei)激發而(er)發射(she),因(yin)此只有(you)當物質(zhi)在(zai)離(li)解(jie)成(cheng)原子(zi)或離子(zi)時(shi)(壹般(ban)氣態或(huo)高溫(wen)下(xia))才發射(she)線(xian)狀(zhuang)光(guang)譜。帶狀光(guang)譜系(xi)由(you)分子(zi)被(bei)激發而(er)發射(she),而(er)連續(xu)光(guang)譜系(xi)由(you)炙(zhi)熱的(de)固(gu)體或(huo)液(ye)體所發射(she)。在(zai)通常進(jin)行(xing)光(guang)譜分析所用的(de)激(ji)發光(guang)源火(huo)焰(yan)、電(dian)弧或(huo)電火(huo)花(hua)的(de)作用下(xia),分析的(de)物質(zhi)處(chu)在(zai)高溫的(de)氣態下(xia),壹(yi)般(ban)都離解(jie)為(wei)原子(zi)或離子(zi),因(yin)而(er)被激發後發射(she)的(de)是線(xian)狀(zhuang)光(guang)譜。所以(yi)光(guang)譜分析所利(li)用的(de)是線(xian)狀(zhuang)光(guang)譜中(zhong)的(de)譜線(xian),並且所得(de)結(jie)果(guo)只能給(gei)出(chu)組(zu)成元素的(de)種(zhong)類及含量(liang),而(er)不顯示物質(zhi)的(de)分子(zi)結(jie)構(gou)。
每(mei)壹種元素的(de)原子(zi)被激發後,可以(yi)產(chan)生壹組其特(te)征(zheng)的(de)光(guang)譜,而(er)特征(zheng)光(guang)譜的(de)出(chu)現(xian)就能證(zheng)明此種元(yuan)素在輻射源(yuan)中(zhong)存在,原子(zi)或離子(zi)被(bei)激發而(er)產生十(shi)數(shu)萬(wan)條光(guang)譜的(de)譜線(xian)已(yi)經測定它們的(de)波(bo)長。由(you)於(yu)測定(ding)波(bo)長能達很(hen)高(gao)的(de)準(zhun)確(que)度(du),光(guang)譜中(zhong)的(de)大(da)部分譜線(xian)都可以(yi)無誤(wu)地(di)確(que)定其由(you)哪(na)壹種元素產生。所以(yi)光(guang)源定(ding)性分析是很(hen)可(ke)靠的(de)辦(ban)法,即靈敏(min)、快速(su)又簡(jian)單(dan)。周(zhou)期(qi)表上約七十(shi)個元素,可以(yi)用光(guang)譜方法,較容易(yi)地(di)定(ding)性測定(ding)。
物質(zhi)發射(she)的(de)光(guang)譜需(xu)用分光(guang)儀器(qi)進(jin)行(xing)觀測。分光(guang)儀器(qi)需(xu)有(you)三個元件(jian):狹(xia)縫(feng)、能(neng)將不同波(bo)長的(de)光(guang)按波(bo)長分開(kai)和(he)排(pai)列(lie)成(cheng)序的(de)三(san)棱鏡或光(guang)柵和(he)能聚(ju)焦成像(xiang)以(yi)形成(cheng)譜線(xian)的(de)光(guang)學系(xi)統(譜線(xian)即為(wei)狹縫(feng)的(de)像(xiang))。

譜線(xian)落(luo)在焦面上,可用感光(guang)板攝(she)取,或(huo)用目鏡觀測(限(xian)於(yu)可見光(guang)),或用壹(yi)出(chu)口(kou)狹縫(feng)接(jie)收(使(shi)與近(jin)旁(pang)其(qi)它(ta)譜線(xian)區分)。前壹(yi)種方式即為(wei)壹攝(she)譜儀,其次(ci)壹(yi)種方式則(ze)為(wei)看譜鏡,而(er)第三種方式則(ze)為(wei)單(dan)色(se)儀。如在許(xu)多(duo)譜線(xian)處(chu)裝(zhuang)上出(chu)口(kou)狹縫(feng),並在出(chu)口(kou)狹縫(feng)後面設置光(guang)電接(jie)收裝(zhuang)置,即成為(wei)光(guang)電直(zhi)讀光(guang)譜議(yi)。