一文带你了解什么是空心阴极灯
时间:2021-09-25 阅读:1874
在正常状态下,原子中的电子有规律地处在不同的壳层中,这时原子的能量低且稳定,这种状态称为基态(E)。在热能、电能或光能的作用下,基态原子吸收了能量,最外层的电子产生跃迁,从低能态跃迁到较高能态,它就成为激发态原子。处于激发态的原子(E)很不稳定,在极短时间内将跳回较低激发态或基态,电子由较高能级跳回到较低能级,此时以电磁辐射的形式向外释放能量,从而出现光谱线。
当在空心阴极灯两极之间施加几百伏电压时,即形成电场。惰性气体在常温下总有少数原子电离为自由电子和正离子,在电场作用下分别向阳极和阴极加速运动,在运动过程中与其他原子碰撞,导致后者电离,放出二次电子,使电子、正离子数量增加,放电现象得以维持,质量较大、加速运动的正离子群,轰击阴极内表面,使其原子被溅射出来。同时,阴极内表面在被轰击的过程中因受热使原子热蒸发逸出,对低熔点、易挥发元素尤为显著。被溅射和热蒸发出来的阴极内表面的原子进入空心阴极空间内,与放电过程中被加速运动的正离子、二次电子以及气体原子之间发生非弹性碰撞,从而获得能量,被激发至高能态。当被激发至高能态的原子回到基态时,以辐射特征波长谱线的形式将得到的能量释放出来。
原子由激发态跃迁到基态发射的谱线称共振线。原子由最小(第一)激发态跃迁到基态,发射的谱线为第一共振线,即灵敏线;子由较高激发态跃迁到基态,发射的谱线为次灵敏线。从一个激发态到另一个较高激发态之间跃迁的吸收线,其灵敏度是很低的,没有分析实用价值。因此,原子吸收光谱测定法总是应用灵敏线和次灵敏线。
由于不同元素的原子结构不同,所以一种元素的原子只能发射由其E与E决定的特定频率的光。这样,每一种元素都有其特征的光谱线。即使同一种元素的原子,它们的E也可以不同,也能产生不同的谱线,即灵敏线和次灵敏线。元素的共振吸收线一般有好多条,其测定灵敏度也不同。在测定时,般选用灵敏线,但当被测元素含量较高时,也可采用次灵敏线。
在原子吸收光谱分析中,原子化温度一般在3000K以下,在这个温度下,基态原子数接近100%,即总原子数近似等于基态原子数。为测定自由原子的吸收,首先需要选择正确的波长,在此波长的共振线下才能测到这种吸收,这种波长是原子的根本特性。