荧光光谱分析法

荧光光谱分析

当某些物质经一定波长光照射(或者吸收电磁辐射)后会受到激发，被激发的分子或者原子从激发态返回到基态(去激发)时，会发射出波长比入射光长的不同强度的光，而当照射(或者辐射)停止后，发射光也随即消失，这种再发射的光称为荧光。荧光光谱是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长(或频率)变化的曲线。横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。 

荧光光谱按荧光光线类型可以分为紫外荧光光谱和X射线荧光光谱。按

荧光的产生

大多数分子在室温时均处在电子基态的Z低振动能级，当物质分子吸收了与它所具有的特征频率相一致的光子时，由原来的能级跃迁至diyi电子激发态或第二电子激发态中各个不同振动能级。

其后，大多数分子常迅速降落至diyi电子激发态的Z低振动能级，在这一过程中它们和周围的同类分子或其他分子撞击而消耗了能量，因而不发射光。分子在diyi电子激发态的Z低振动能级停留约10-9秒之后,直接下降至电子基态的各个不同振动能级，此时以光的形式释放出多余的能量，所发生的光即是荧光。

某些荧光物质分子在降落到diyi电子激发态的Z低振动能级后，通过另一次无辐射跃迁降落至亚稳的三重线态，又受到热激活作用再回到diyi电子激发态的各个振动能级，Z后由diyi电子激发态的Z低振动能级降落至电子基态而发出荧光。这种荧光因受激发光至发生荧光的时间较长,故称为迟滞荧光。

产生荧光的diyi个必要条件是该物质的分子必须具有能吸收激发光的结构，通常是共轭双键结构；第二个条件是该分子必须具有一定程度的荧光效率。所谓荧光效率是荧光物质吸光后所发射的荧光量子数与吸收的激发光的量子数的比值。

紫外荧光光谱

使激发光的波长和强度保持不变，而让荧光物质所发生的荧光通过发射单色器照射于检测器上,调节发射单色器至各种不同波长处,由检测器测出相应的荧光强度，然后以荧光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标作图，即为荧光光谱，又称荧光发射光谱。让不同波长的激发光激发荧光物质使之发生荧光，而让荧光以固定的发射波长照射到检测器上，然后以激发光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标，所绘制的图即为荧光激发光谱，又称激发光谱。

紫外荧光光谱－可见光区荧光的产生，是由diyi电子激发态的Z低振动能级跃迁至电子基态的各个不同振动能级所致，而与荧光物质分子被激发至哪一个能级无关。因此，荧光光谱的形状与激发光的波长无关。

物质的吸收光谱的diyi吸收带的形状，决定于diyi激发态的各个振动能级的分布情况。跃迁的两个能级之间的差距越大，吸收峰波长越短。荧光光谱的形状决定于电子基态振动能级的分布情况。电子基态的振动能级越高，两个能级之间的差距越小，则荧光峰的波长越长。电子基态和diyi电子激发态中能级的分布情况是相类似的，所以，荧光光谱和吸收光谱的形状相似，但却呈镜像对称关系。

X射线荧光光谱分析

X射线荧光光谱分析是确定物质中微量元素的种类和含量的一种方法，又称X射线次级发射光谱分析，是利用原级X射线光子或其它微观粒子激发待测物质中的原子，使之产生次级的特征X射线（X光荧光）而进行物质成分分析和化学态研究。

X射线荧光就是被分析样品在X射线照射下发出的X射线，它包含了被分析样品化学组成的信息，通过对上述X射线荧光光谱分析确定被测样品中各组份含量的仪器就是X射线荧光分析仪。

X射线荧光光谱分析法进行定性分析，不同元素的荧光X射线具有各自的特定波长，因此根据荧光X射线的波长可以确定元素的组成。如果是波长色散型光谱仪，对于一定晶面间距的晶体，由检测器转动的2θ角可以求出X射线的波长λ，从而确定元素成分。事实上，在定性分析时，可以靠计算机自动识别谱线，给出定性结果。但是如果元素含量过低或存在元素间的谱线干扰时，仍需人工鉴别。首先识别出X射线管靶材的特征X射线和强峰的伴随线，然后根据2θ角标注剩斜谱线。在分析未知谱线时，要同时考虑到样品的来源，性质等因素，以便综合判断。

激发光谱分析

激光发谱是荧光物质在不同波长的激发光作用下测得的某一波长处的荧光强度的变化情况，也就是不同波长的激发光的相对效率横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。 

激发光谱分析反映不同波长的光激发材料产SF光的效果。即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。荧光为光致发光，合适的激发光波长需根据激发光谱确定。激发光谱是在固定荧光波长下，测量荧光体的荧光强度随激发波长变化的光谱。 

发射光谱

发射谱则是某一固定波长的激发光作用下荧光强度在不同波长处的分布情况，也就是荧光中不同波长的光成分的相对强度。通常实验测量的是发光的相对能量。发射光谱中，横坐标为波长，纵坐标为发光相对强度。

发射光谱是由处于高能级的原子或分子在向较低能级跃迁时产生辐射，将多余的能量发射出去形成的光谱。要使原子或分子处于较高能级就要供给它能量这叫激发．被激发的处于较高能级的原子、分子向低能级跃迁放出频率为n的光子在原子光谱的研究中多采用发射光谱，

荧光强度与荧光物质浓度的关系 ：用强度为I0的入射光，照射到液池内的荧光物质时，产生荧光，荧光强度If用仪器测得，在荧光浓度很稀(A<0.05)时，荧光物质发射的荧光强度If与浓度有下面的关系：If=KC。