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第二章 光学分析法导论
1. 已知 1 电子伏特 =1. 602 1×0 J，试计算下列辐射波长的频率 （以兆赫为单位） ，波数（以 cm 为单位） 及每个光子的能量（以电子伏特为单位）： （ 1）波长为 900pm 的单色 X 射线； （ 2）589.0nm 的钠 D 线； -19
-1
（ 3） 12.6 μm 的红外吸收峰；（ 4）波长为 200cm 的微波辐射。 解：已知 1eV=1.602×10
-19
J, h=6.626 ×
10 -34
J ·s, c=3.0 ×10 m8 ·s -1
① λ=900pm 的 X 射线
Hz，即 3.333×10 11
MHz
cm
-1
J
用 eV 表示，则 eV
② 589.0nm 的钠 D 线
Hz，即 5.093×108
MHz
cm
-1
J
用 eV 表示，则
eV
③ 12.6 μm 的红外吸收峰
Hz，即 2.381× 10 MHz
7
cm
-1
J
用 eV 表示，则
eV
④波长为 200cm 的微波辐射
Hz，即 1.50× 10 MHz
2
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cm
-1
J
用 eV 表示，则
2. 一个体系包含三个能级，如果这三个能级的统计权重相同，体系在 eV
300K 温度下达到平衡时，试计算
在各能级上的相对分布（ Ni/N）．能级的相对能量如下。
（ 1） 0eV， 0.001eV， 0.02eV ； （ 2） 0eV ， 0.01eV， 0.2eV; （ 3） 0eV， 0.1eV, 2eV。
解：已知 T=300K, k=1.380 ×10-23J ·K -1=8.614 ×10-5 eV·K -1 , kT=8.614 ×10 -5
×300=0.0258eV
① E0=0eV, E1=0.001eV, E2=0.02eV
② E0=0eV, E1=0.01eV, E2=0.2eV
③ E0=0eV, E1=01eV, E2=2eV
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3. 简述下列术语的含义
电磁辐射 电磁波谱 发射光谱 吸收光谱 荧光光谱 原子光谱 分子光谱 自发发射 受激发射 受激吸收 电致发光 光致发光 化学发光 热发光
电磁辐射 ――电磁辐射是一种以巨大速度通过空间传播的光量子流，它即有波动性，又具有粒子性． 电磁波谱 ――将电磁辐射按波长顺序排列，便得到电子波谱．电子波谱无确定的上下限，实际上它包括了
波长或能量的无限范围．
发射光谱 ――原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射
光谱．
吸收光谱 ――物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱．
荧光光谱 ――在某些情形下，激发态原子或分子可能先通过无辐射跃迁过渡到较低激发态，然后再以辐射
跃迁的形式过渡到基态， 或者直接以辐射跃迁的形式过渡到基态。 称为荧光光谱．
原子光谱 ――由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱． 分子光谱 ――由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱．
自发发射 ――处于两个能级 Ei、Ej (Ei>Ej) 上的粒子浓度分别为 Ni、Nj．当 i 能级上的一个粒子跃迁到
时，就自发发射一个能量为 Ei - Ej 的光子，这类跃迁称为自发发射． 受激发射 ――对于处于高能级
i 的粒子，如果有频率恰好等于
光子的影响，而发射出一个与外来光子性质完全相同的光子，并跃迁到低能级 过程为受激发射．
受激吸收 ――频率为 (Ei- Ej)/h 的辐射照射时，粒子从能级
为受激吸收．
电致发光 ――电场引起的碰撞激发， 是指被电场加速的带电粒子碰撞而受到激发，
一过程称为电致发光．
光致发光 ――电磁辐射吸收激发，是指吸收电磁辐射而引起的激发，从而发射出电磁辐射，这一过程称为
光致发光．
化学发光 ――在一些特殊的化学反应体系中，有关分子吸收反应所释放的化学能而处于激发态，回到基态
时产生光辐射。这样获得的光谱称为化学发光光谱．
热发光 ――物体加热到一定温度也会发射出电磁辐射，称为热发光．
4. 什么是光谱分析法，它包括哪些主要方法？ 答：当物质高温产生辐射或当辐射能与物质作用时，物质内部能级之间发生量子化的跃迁，并测量由此而 产生的发射，吸收或散射辐射的波长和强度，进行定性或定量分析，这类方法就是光谱分析法．
光谱分析法主要有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光法、紫外－可见分光光度法、红外光谱 法、分子荧光法、 X 射线荧光法等．
5. 辐射光子能量与波长的关系怎样，按光子能量从高到低有哪些辐射类型？ 答：辐射光子能量与波长的关系为：
按光子能量从高到低的顺序为：
γ 射线， X 射线，紫外，可见，红外，微波，无线电波
6. 电子光谱一般在什么波长区？振动光谱在什么波长区？转动光谱在什么波长区？ 答：电子光谱——紫外、可见区（
Ee、 Eυ、 Er 均改变） 62~620nm
m Er 改变） >24.8 μ
振动光谱——近红外区（ Ev 及 Er 改变） 620~24.8 μm 转动光谱——远红外、微波区（仅
E=hc/ λ
从而发射出电磁辐射． 这
j 跃迁到能级 i，使得辐射强度降低，这种现象称
j 能级
通过这种方式获得的光谱，
(Ei- Ej)/ h 的光子接近它时，它受到这一外来
j ．这类跃迁
第三章 紫外及可见吸收光谱法
1.已知某 Fe(Ⅲ )络合物，其中铁浓度为 率；（ 4）使（ 3）的百分透光率保持为 解：已知 b=1cm, T=80%, c=0.5 μg·mL
-1
0.5 μg·mL ，当吸收池厚度为 lcm 时，百分透光率为 80%。试
3）溶液浓度增大一倍时的百分透光
-1
计算：（ 1）溶液的吸光度；（ 2）该络合物的表观摩尔吸光系数；（
80%不变时吸收池的厚度。
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