原子光谱原子光谱法

　　原子谱是通过电磁谱或质谱确定元素组成的。对元素电磁波谱的研究称为原子光谱学。

　　电子存在于原子内的能级中。这些能级具有明确定义的能量，在它们之间移动的电子，必须吸收或发射等于它们之间差值的能量。

　　在它们之间移动的电子必须吸收或发射与它们之间的差相等的能量。在光谱学中，将电子移动到较高能级所吸收的能量和/或电子移动到较低能级所发射的能量以光子的形式存在。所发射的波长与所发生的电子跃迁有直接关系。由于每种元素都有独特的电子结构，因此发出的光的波长是每种元素的独特属性。由于大原子的轨道构型可能是复杂的，因此会发生许多电子跃迁，每个跃迁都会产生一个特征波长的光，如下图所示。

　　能源转型

　　原子光谱学产生了三种用于分析的技术：原子吸收、原子发射、原子荧光。激发和衰变为基态的过程涉及原子光谱学的所有三个领域。测量激发过程中吸收的能量或衰变过程中发射的能量，并将其用于分析目的。

　　这三种技术是如何实现的

　　如果恰到好处波长的光撞击到自由的基态原子上，该原子可能会在进入激发态时吸收光，这个过程称为原子吸收。此过程如上所示。原子吸收率测量的是共振波长的光在穿过原子云时被吸收的量。随着光路中原子数量的增加，吸收的光量以可预测的方式增加。通过测量光的吸收量，可以对存在的分析物元素的量进行定量测定。使用特殊光源和仔细选择波长，可以在其他元素存在的情况下对单个元素进行特定的定量测定。

　　原子吸收测量所需的原子云是通过向样品提供足够的热能以将化合物解离成自由原子而产生的。将样品溶液吸入对准光束的火焰中即可达到此目的。在适当的火焰条件下，大多数原子将保持基态形式，并且能够吸收来自光源灯的分析波长的光。原子吸收法简便、快速，可以进行精确、准确的测定，这使原子吸收法成为测定金属最常用的方法之一。

　　原子吸收过程

　　在原子发射中，样品受到高能热环境的影响，以产生能够发光的激发态原子。能量源可以是电弧、火焰或最近的等离子体。

　　暴露于这种能量源的元素的发射光谱由一组允许的发射波长组成，通常称为发射线，因为发射波长的离散性。该发射光谱可用作定性识别元素的独特特性。使用电弧的原子发射已广泛用于定性分析。发射技术还可用于确定样品中存在多少元素。对于“定量”分析，测量在待确定元素波长处发射的光的强度。随着分析物元素的原子数的增加，该波长的发射强度将更大。火焰光度法技术是原子发射用于定量分析的一种应用。

　　与原子光谱相关的 ICCD 量子效率

　　原子光谱学的第三个领域是原子荧光。该技术结合了原子吸收和原子发射的各个方面。与原子吸收一样，在火焰中产生的基态原子是通过将光束聚焦到原子蒸气中而被激发的。然而，它不是查看过程中吸收的光量，而是测量由光源激发的原子衰变产生的发射。这种“荧光”的强度随着原子浓度的增加而增加，为定量测定提供了基础。用于原子荧光的光源与光学系统的其余部分成一定角度安装，因此光检测器只能看到火焰中的荧光，而看不到灯本身的光。最大化灯强度是有利的，因为灵敏度与激发原子的数量直接相关，而激发原子的数量又是激发辐射强度的函数。

　　虽然原子吸收是这三种技术中应用最广泛的，并且通常比其他两种技术具有多种优势，但在特殊分析情况下，发射或荧光可能会获得特殊优势。