根據(jù)物質(zhì)的光譜來鑒別物質(zhì)及確定它的化學(xué)組成和相對(duì)含量的方法叫光譜分析.其優(yōu)點(diǎn)是靈敏,迅速.歷史上曾通過光譜分析發(fā)現(xiàn)了許多新元素,如銣,銫,氦等.根據(jù)分析原理光譜分析可分為發(fā)射光譜分析與吸收光譜分析二種;
根據(jù)被測(cè)成分的形態(tài)可分為原子光譜分析與分子光譜分析。光譜分析的被測(cè)成分是原子的稱為原子光譜,被測(cè)成分是分子的則稱為分子光譜。
由于每種原子都有自己的特征譜線,因此可以根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定它的化學(xué)組成.這種方法叫做光譜分析.做光譜分析時(shí),可以利用發(fā)射光譜,也可以利用吸收光譜.這種方法的優(yōu)點(diǎn)是非常靈敏而且迅速.某種元素在物質(zhì)中的含量達(dá)10^-10(10的負(fù)10次方)克,就可以從光譜中發(fā)現(xiàn)它的特征譜線,因而能夠把它檢查出來.光譜分析在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用.例如,在檢查半導(dǎo)體材料硅和鍺是不是達(dá)到了高純度的要求時(shí),就要用到光譜分析.在歷史上,光譜分析還幫助人們發(fā)現(xiàn)了許多新元素.例如,銣和銫就是從光譜中看到了以前所不知道的特征譜線而被發(fā)現(xiàn)的.光譜分析對(duì)于研究天體的化學(xué)組成也很有用.十九世紀(jì)初,在研究太陽光譜時(shí),發(fā)現(xiàn)它的連續(xù)光譜中有許多暗線。最初不知道這些暗線是怎樣形成的,后來人們了解了吸收光譜的成因,才知道這是太陽內(nèi)部發(fā)出的強(qiáng)光經(jīng)過溫度比較低的太陽大氣層時(shí)產(chǎn)生的吸收光譜.仔細(xì)分析這些暗線,把它跟各種原子的特征譜線對(duì)照,人們就知道了太陽大氣層中含有氫、氦、氮、碳、氧、鐵、鎂、硅、鈣、鈉等幾十種元素。
復(fù)色光經(jīng)過色散系統(tǒng)分光后按波長(zhǎng)的大小依次排列的圖案,如太陽光經(jīng)過分光后形成按紅橙黃綠藍(lán)靛紫次序連續(xù)分布的彩色光譜.有關(guān)光譜的結(jié)構(gòu),發(fā)生機(jī)制,性質(zhì)及其在科學(xué)研究、生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用已經(jīng)累積了很豐富的知識(shí)并且構(gòu)成了一門很重要的學(xué)科~光譜學(xué)。光譜學(xué)的應(yīng)用非常廣泛,每種原子都有其獨(dú)特的光譜,猶如人們的“指紋”一樣各不相同.它們按一定規(guī)律形成若干光譜線系。原子光譜線系的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)是緊密相聯(lián)的,是研究原子結(jié)構(gòu)的重要依據(jù).應(yīng)用光譜學(xué)的原理和實(shí)驗(yàn)方法可以進(jìn)行光譜分析,每一種元素都有它特有的標(biāo)識(shí)譜線,把某種物質(zhì)所生成的明線光譜和已知元素的標(biāo)識(shí)譜線進(jìn)行比較就可以知道這些物質(zhì)是由哪些元素組成的,用光譜不僅能定性分析物質(zhì)的化學(xué)成分,而且能確定元素含量的多少。光譜分析方法具有極高的靈敏度和準(zhǔn)確度。在地質(zhì)勘探中利用光譜分析就可以檢驗(yàn)礦石里所含微量的貴重金屬、稀有元素或放射性元素等.用光譜分析速度快,大大提高了工作效率.還可以用光譜分析研究天體的化學(xué)成分以及校定長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)原器等。
復(fù)色光經(jīng)過色散系統(tǒng)(如棱鏡、光柵)分光后,按波長(zhǎng)(或頻率)的大小依次排列的圖案。例如,太陽光經(jīng)過三棱鏡后形成按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫次序連續(xù)分布的彩色光譜。紅色到紫 色,相應(yīng)于波長(zhǎng)由7,700—3,900埃的區(qū)域,是為人眼所能感覺的可見部分。紅端之外為波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅外光,紫端之外則為波長(zhǎng)更短的紫外光,都不能為肉眼所覺察,但能用儀器記錄。
因此,按波長(zhǎng)區(qū)域不同,光譜可分為紅外光譜、可見光譜和紫外光譜;按產(chǎn)生的本質(zhì)不同,可分為原子光譜、分子光譜;按產(chǎn)生的方式不同,可分為發(fā)射光譜、吸收光譜和散射光譜;按光譜表觀形態(tài)不同,可分為線光譜、帶光譜和連續(xù)光譜。