第二节基本原理 、基态与激发态原子的分配关系 定火焰温度下,当处于热力学平衡时,火焰中基态与激发态 原子数的比例关系服从 Bozman分布定律: N/N0=(g/90)×eqo)r (1) 式中,Na、N0:分别是激发态、基态原子数 ga、9:分别是激发态、基态统计权重 Ea、Eo:分别是激发态、基态原子的能级 K: Bozman常数(138×10-16erg/K) T:热力学温度
第二节 基本原理 三、基态与激发态原子的分配关系 一定火焰温度下，当处于热力学平衡时，火焰中基态与激发态 原子数的比例关系服从Bolzman分布定律： Nq /N0=(gq /g0 )×e -(Eq-E0)/KT (1) 式中，Nq、N0：分别是激发态、基态原子数 gq、g0：分别是激发态、基态统计权重 Eq、E0：分别是激发态、基态原子的能级 K：Bolzman常数（1.38 × 10-16erg/K） T：热力学温度
第二节基本原理 令E0=0,上式可整理为 N/N0=(g/90)×e=(990)×e(2) h:普朗克常数 f:光的频率 由于一定频率的原子谱线gq、9、E都是定值,因此 N/NU比值仅受T(火焰温度)的影响,确定则N。/N比值确定 些元素不同温度下的N/N比值如表1。 由表1知: 1)同一原子,T高,N/N比值高 2)同一T(火焰温度)下共振线波长越长的原子N/N比值越大 3)N/N比值很小,即与基态原子数相比激发态原子数很少
第二节 基本原理 令E0=0，上式可整理为： Nq /N0=(gq /g0 )×e -Eq/KT= (gq /g0 )×e -hf/KT (2) h：普朗克常数 f：光的频率 由于一定频率的原子谱线gq 、 g0 、 Eq都是定值，因此 Nq /N0比值仅受T（火焰温度）的影响，T确定则Nq /N0比值确定 一些元素不同温度下的Nq /N0比值如表1。 由表1知： 1）同一原子，T高， Nq /N0比值高 2）同一T（火焰温度）下共振线波长越长的原子 Nq /N0比值越大 3） Nq /N0比值很小，即与基态原子数相比激发态原子数很少
第二节基本原理 表1.不同温度下某些元素的NNG比值(理论值) Na/No 元素共振谱线nm2000K2500K 3000K K766491.68×1041.10×1033.84×103 Na589009.86×1061.14×104583×10 Ca422.671.22×1073.67×1063.55×105 Fe371992.29×1091.04×1071.31×106 Cu324.754.82×10104.04×1086.65×107 Mg28521335×10115,20×1091.50×107 Zn213.86745×10156.22×10125.50×1010
第二节 基本原理 表1. 不同温度下某些元素的Nq /N0比值（理论值） Nq/N0 元素 共振谱线nm 2000K 2500K 3000K K 766.49 1.68×10-4 1.10×10-3 3.84×10-3 Na 589.00 9.86×10-6 1.14×10-4 5.83×10-4 Ca 422.67 1.22×10-7 3.67×10-6 3.55×10-5 Fe 371.99 2.29×10-9 1.04×10-7 1.31×10-6 Cu 324.75 4.82×10-10 4.04×10-8 6.65×10-7 Mg 285.21 3.35×10-11 5.20×10-9 1.50×10-7 Zn 213.86 7.45×10-15 6.22×10-12 5.50×10-10
第二节基本原理 四、谱线的轮廓及其变宽 入射光的强度随频率而改变。如果入射光不是绝对的单色线, 则吸收线的频率也是变化的、非单一的(如图3)。从理论上,原子 中电子能级跃迁时发射或吸收的能级是量子化的,因此其发射或吸 收谱线应该是单频的。但是实际上原子吸收线并不是严格单色和无 限细的,而是具有一定宽度的(如图3)。在中心频率f处吸光最强、 透光最少。若以吸收光强度与频率作关系图即可得到原子吸收线的 轮廓图(如图4)。是一个围绕f并且具有一定频率宽度的峰形吸收。 峰的最大吸收系数κ所对应的频率就是原子的特征吸收频率即 中心频率f,而峰值吸收系数一半处的频率范围△f称为吸收线轮廓 的半宽度。常被用来表示吸收线的轮廓。约为0001001nm
第二节 基本原理 四、谱线的轮廓及其变宽 入射光的强度随频率而改变。如果入射光不是绝对的单色线， 则吸收线的频率也是变化的、非单一的（如图3）。从理论上，原子 中电子能级跃迁时发射或吸收的能级是量子化的，因此其发射或吸 收谱线应该是单频的。但是实际上原子吸收线并不是严格单色和无 限细的，而是具有一定宽度的（如图3）。在中心频率f0处吸光最强、 透光最少。若以吸收光强度与频率作关系图即可得到原子吸收线的 轮廓图 （如图4）。是一个围绕f0并且具有一定频率宽度的峰形吸收。 峰的最大吸收系数Kf0所对应的频率就是原子的特征吸收频率即 中心频率f0，而峰值吸收系数一半处的频率范围△f称为吸收线轮廓 的半宽度。常被用来表示吸收线的轮廓。约为0.001-0.01nm
第二节基本原理 2K6 图3透光强度()频率(f) 图4吸收线的轮廓 的关系曲线
第二节 基本原理 If f0 f Kf Kf0 1/2Kf0 △f f0 f 图3 透光强度(If )—频率(f) 的关系曲线 图4 吸收线的轮廓