原子吸收光譜的原理是什么？

　　原子吸收光譜的基本原理可以表述如下。首先，所有的原子或離子都可以吸收特定和波長(zhǎng)的光。例如，當(dāng)含有銅(Cu)和鎳(Ni)的樣品暴露于具有Cu特征波長(zhǎng)的光時(shí)，只有Cu原子或離子會(huì)吸收這種光。在該波長(zhǎng)下吸收的光量與吸收的離子或原子的濃度成正比。


　　原子中的電子以各種能級(jí)存在。當(dāng)原子暴露在自己的波長(zhǎng)下時(shí)，它可以吸收能量(光子)，電子從基態(tài)移動(dòng)到激發(fā)態(tài)。電子吸收的輻射能與這個(gè)過(guò)程中的躍遷直接相關(guān)。此外，因?yàn)槊總€(gè)元素的電子結(jié)構(gòu)都是的，所以吸收的輻射代表每個(gè)元素的性質(zhì)，并且可以測(cè)量。


　　原子吸收光譜儀利用這些基本原理，并將其應(yīng)用于實(shí)際的定量分析。典型的原子吸收光譜儀由四個(gè)主要部分組成：光源、原子化系統(tǒng)、單色儀和檢測(cè)系統(tǒng)(圖1)。

      
　　圖1:典型的原子吸收光譜儀示意圖。


　　在典型的實(shí)驗(yàn)中，液體或固體樣品在火焰或石墨爐中被霧化。然后，自由原子暴露于通常由空心陰極燈產(chǎn)生的光中，并經(jīng)歷從基態(tài)到受激電子態(tài)的電子躍遷。燈產(chǎn)生的光是由同一待測(cè)元素的受激原子發(fā)出的，所以輻射能量直接對(duì)應(yīng)于原子化樣品吸收的波長(zhǎng)。在樣品和檢測(cè)器之間放置一個(gè)單色儀，以減少背景干擾。在這里，檢測(cè)器測(cè)量光束的強(qiáng)度，并將其轉(zhuǎn)換為吸收數(shù)據(jù)。


　　雖然固體樣品可以用于原子吸收光譜分析，但這種分析通常于更昂貴的石墨爐，在石墨爐中，樣品可以通過(guò)受控電加熱而不是直接火焰加熱。另外，原子吸收光譜通常只用于分析金屬原子。主要原因是金屬具有窄、亮、清晰的單一發(fā)射線和吸收線。