仪器分析题库(3)

2600 用原子发射光谱进行定性分析时, 铁谱可用作谱线波长标尺来判断待测元素的分析线。 2601 光电倍增管的作用是(1)将光信号转变为电信号；(2)信号放大采用这类检测器的光谱仪称为光电直读光谱仪。

2602 原子发射光谱法定性分析的依据是各种元素的原子核外层电子基态与激发态之间的能级差（?E）大小不同，受激跃迁时，不同的原子都有其特征的光谱线及线组；对被检测的元素一般只需找出2～3根灵敏线即可判断该元素是否存在 。

2603 在原子发射光谱仪的激发光源中, 主要发生试样的蒸发及原子离子化、气态原子、离子激发过程 。试样的蒸发速度主要取决于试样的热稳定性,达到稳定蒸发所需的时间称为预燃时间。

2604 电感耦合等离子体光源主要由高频发生器、等离子炬管、雾化器等三部分组成, 此光源具稳定性好、基体效应小、线性范围宽、检出限低、应用范围广、自吸效应小、准确度高等优点 。

2605 原子发射光谱仪中, 低压交流电弧、高压火花等激发光源中的激发过程主要是高速、热运动的粒子激发,它是由碰撞引起的 。

2606 某平面反射光栅的适用波长范围为600~200nm, 因此, 中心波长为460nm的一级光谱将与波长为230nm的光谱相重叠 。

2607 在原子发射光谱分析的元素波长表中, LiⅠ670.785nm表示Li的670.785nm的原子线，BeⅡ313.034nm表示Be的313.042的一级离子线。 2608 与低压交流电弧为光源的原子发射光谱法相比, 火焰原子发射光谱法的光源温度较低,因此它的激发能量较低,但由于火焰燃烧较稳定, 所以后者测定的稳定性较好, 准确度较高。

2609 在原子发射光谱定量分析中, 持久工作曲线法与三标准试样法相比较, 前者的优点是分析速度快, 缺点是准确度较差。

3085 WPG—100 型1m平面光栅摄谱仪上使用的衍射光栅为每毫米 1200 条，总宽度为 50mm，闪烁波长为 300.0nm，试计算此光谱仪的倒线色散率，理论分辨率和闪耀角（仅讨论一级光谱且衍射角很小）。 [答]1. 角色散率公式: d?/d? = n/dcos? cos? ≈ 1 , m= 1

倒线色散率公式：d?/dl = d/f d = 1/1200 ( mm ) ; f ≈ 103 ( mm )

所以 d?/dl = 1/(12003103) mm/mm = 106/(12003103) nm/mm = 0.8 nm/mm 2. 理论分辨率: R = mN = 131200350 = 603104 3. 闪耀角: sin?= ?b/2d= 1/2×(300.031200310-6) = 0.18 ?= 10.37°

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3086 今有一块每毫米 600 条的光栅，复合光的入射角为 10°，试求复合光中波长为400 nm 的单色光的衍射角（只考虑一级光谱）。 [答] 光栅基本公式 ±m? = b(sin?±sin?) 令 ? = 10°，sin?= 0.17365

b = 1/600 ( mm ) = 106/600 ( nm ) = 1667 nm 先按 n = +1 , ? = b(sin?+ sin?) 计算： 400 = 1667 ( 0.17365 + sin?1) ?1 = 3?48? 这些单色光的衍射方向与入射光在光栅法线的同侧。 再按 n = -1 , ? = (sin?- sin?) 计算：

-400 = 1667 ( 0.17365 - sin??1’) ??1= 24?26? 这些单色光的衍射方向与入射光在光栅法线的两侧。

3088 用加入法测量 SiO2中微量 Fe 时，以 Fe 302.6 nm 为分析线，Si 302.00nm为内参比线，所测得的数据如下：

w(Fe)/%（加入量） 0 0.001 0.002 0.003 ?S(Fe) 0.23 0.42 0.51 0.63

已知分析线和内参比线黑度均在乳剂特性曲线的直线部分，且r= 1.00，试求该试样中Fe的质量分数。 [答] 由于 ?S = rlgR 且 r= 1.00

则 R 分别为 1.70 2.63 3.23 4.26 作 R—ω( % ) 工作曲线,如下图

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得 SiO2 中含ω(Fe)= 0.002%

3091 若光栅刻痕为每毫米 1200 条，当入射光为垂直时（入射角＝0°）则 300.0 nm波长的光在一级光谱中的衍射角应为多少？ [答] 光栅公式m? = b(sin?+ sin?)

sin? = m?/b m为光谱级数 b=1/1200(mm)=833(nm) ? = 21.10°

3092 已知光谱摄谱仪的光栅每毫米 1200 条，宽度为 5cm，求： (1) 在一级光谱中，光栅理论分辨率是多少？

(2) 对于 ? = 600nm 的红光，在一级光谱中,光栅所能分辨的最靠近的两谱线的波长差是多少？ [答] (1) R = mN = 135031200 = 63104 ; (2) ??= ?/R = 600/(63104) = 0.01 nm

3099 一块宽为 50mm，刻痕密度为 2400mm-1 的光栅，在二级光谱中的分辨能力为多少？在 240.00nm 附近能分辨的两波长差为多少？ [答] R = mN = 235032400 = 2.43105 ??= ?/R = 240.00 / (2.43105) = 0.001 nm

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3101 两根相差 0.28nm 的谱线,在一光谱仪的出射狭缝焦面上分开的距离为 0.16mm，问该仪器单色器的倒线色散率为多少？如果出射狭缝宽为 0.15mm，问单色器通带宽度为多少？

[答]

d?0.28??1.75nm/nmdl0.16;

d??0.15?1.75?0.15?0.263nm dl 倒线色散率为 1.75 nm/mm。通带宽度为 0.263 nm。

3119 用钛元素的两条谱线 TiⅡ322.4 nm 和 TiⅡ 322.3 nm 的强度比来计算光源的T，相应的光谱数据和测量结果如下：

?/nm E/eV g I TiⅡ322.4 5.43 20.1 30 TiⅡ322.3 3.86 3.1 90

5040（5.43?3.86）??6133.9K20.1?322.330[答] 由两谱线强度比公式得 T (lg?lg)3.1?322.490

3141 如果要分开钠 D 线 589.0 nm 和 589.6 nm, 则所需的棱镜分辨率为多少? 有一 3cm底边的棱

镜, 在可见光区(450nm)的色散率 dn/d? 为 2.7310-4nm-1,试计算在此波长下的分辨率。

?(589.0?589.6)/22??9.822?10[答] (1) 所需的棱镜分辨率为 (2)在此波长Δ?589.6?589.0dn7?43b?(3?10)(2.7?10)?8.1?10

下的分辨率为

d?

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3142 计算 2500 K 时,处于3p激发态的钠原子数对基态原子数之比(已知:从3p→3S 跃迁的钠原子线的平均波长为589.2nm)。 [答]11Na 1s2,2s2,2p6,3s1

EJ = hc/? = (6.626310-343331010)/(5892310-8) = 3.372310-19J 3ｓ能级有 2 个量子状态 即 S= 1/2, L = 0, J = 1/2 所以 g0= 2J + 1 = 2 3p能级有 6 个量子状态, 即 S = 所以 gJ = ∑ gi’ = 4 + 2 = 6 代入 Boltzmann 方程式

NJ gJ 6

── = ─── exp[-EJ/(kT)] = ── exp[-3.372310-12/(1.38310-1632500)] N0 g0 2 NJ/N0 ? 1.7310-4

3143 根据选择定则估算 3D3,2,1 ─── 3P 2,1,0跃迁可能有的谱线。 [答]根据选择定则

?n = 0,1,2,3,? ?L = ±1,

?S = 0 ?J = 0,±1

,L = 1, J =

,

可知3D3,2,1 分别为： 3P3,2,1分别为：

L=2，S=1，J=3L=2，S=1，J=2

L=1，S=1，J=2L=1，S=1，J=1L=1，S=1，J=0

L=2，S=1，J=1 故有 3D3---3P2, 3D2---3P1, 3D1--3 P1, 3D1---3P1, 3D1---3P0, 3D1---3P2 等6条曲线。

3146 有一每毫米 1200 条刻线的光栅,其宽度为 5cm, 在一级光谱中, 该光栅的分辨率为多少? 要将一级光谱中742.2 nm 和742.4 nm两条光谱线分开, 则需多少刻线的光栅 ?

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