原子发射光谱（ICP/AES）理论知识（7）——分光系统

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原子发射光谱（ICP/AES）理论知识（7）——分光系统

分光系统的作用是将激发试样所获得的复合光，分解为按波长顺序排列的单色光。

构成：狭缝、准直镜、棱镜或光栅、会聚透镜。

常用的分光元件可分为棱镜和光栅两类。以这两类分光元件制作的光谱仪分别称为棱镜光谱仪和光栅光谱仪。

一、　棱镜

棱镜是用玻璃、石英、岩盐等材料制作的分光元件。其色散作用可由科希经验公式看出：

n为棱镜材料的折射率；λ为波长；A、B、C均为与棱镜材料有关的常数。

从上式可见：

（1）对于给定棱镜（即A、B为定值），不同波长的光通过时，其折射率各不相同，波长越短，折射率愈大。当包含有不同波长的复合光通过棱镜时，不同波长的光就会因折射率不同而分散开来，这种作用称为棱镜的色散作用；

（2）对于不同材料制成的棱镜（A、B不同），其折射率各不相同。据此，

可选择不同的材料作棱镜，以满足不同光谱区域使用的需要。

一般，紫外区用石英棱镜，可见区用玻璃，红外区用岩盐棱镜。

棱镜特性：

色散率：指对不同波长的光被棱镜分开的能力。它又分为角色散率和线色散率。

角色散率dθ/dλ：两条波长相差dλ的光被棱镜色散后所分开的角度为dθ ，则棱镜的角色散率为： dθ/dλ。它主要与棱镜的材料和几何形状有关。

线色散率dl/dλ：它表示两条谱线在焦面上被分开的距离对波长的变化率：

倒线色散率dλ/dl:线色散率倒数；表示相差dλ的两条谱线在焦面上被分开的距离。

分辨率R：指将两条靠得很近的谱线分开的能力可表示为

二 光栅

光栅是在玻璃或金属片中刻有很多等距离、等宽的平行刻线（300-2000刻槽/mm）所构成。可以把它看成是一系列等宽等、距离的狭缝，光栅的色散作用是利用这些狭缝对光的衍射和干涉来进行的。

平面反射光栅是在玻璃基板上的铝层上刻画出的许多等距刻痕，每条刻痕呈图示的锯齿形，由一长一短的两个小平面构成。其中较宽的平面为反射面，每一反射面都可看作是一新的点光源。干涉的结果使不同波长的辐射以不同的角度β被反射。

三  棱镜与光栅的主要区别：

1）光栅光谱是一个均匀排列的光谱，而棱镜光谱则是不均匀排列的光谱，分光原理不同，折射和衍射。

2）光栅适用的波长范围比棱镜宽。棱镜的波长越短，偏向角越 大，而光栅正好相反。

3）光栅的谱级重叠，有干扰，要考虑消除；而棱镜不存在这种情况。

光栅的色散率和分辩率比棱镜高。

本文只是简单的介绍一下，发射光谱的分光系统，其实分光系统还要很多深奥的理论知识。我们就不展开解释。作为应用人员需要大概了解即可。

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