原子荧光的产生
原子蒸气吸收特定波长的光辐射的能量而被激发,受激原子在去激发过程中发射出一定波长的光辐射称为原子荧光。原子荧光是光致发光,也是二次发光,当激发光源停止照射后,再发光过程也立刻停止。共振荧光的产生过程可用下列方程式来表示。
式中M 为基态原子,h 为布朗克常数,ν为光的频率;M*为激发态原子。
利用上述物理现象发展起来的分析方法即原子荧光光谱分析法.
原子荧光的类型
根据所用的激发光源和原子化器不同,所涉及的激发过程将是多种多样的,由此产生的原子荧光在机理上也不尽相同,一般分为共振荧光和非共振荧光。
1共振荧光
处于基态0的原子被激发到激发态2 ,然后在去激发过程中发射出波长与激发光波长相同的原子荧光,并回到基态〔 参见下图(a)〕 。此类荧光称为共振荧光。大多数原子荧光分析的测量中均涉及到共振荧光。原子荧光谱线条Zn 213.9nm 以及Pb 283.3nm 均属于此种类型。
2非共振荧光
这一类荧光分为直跃线荧光、阶跃线荧光、热助阶跃线荧光等。现就其中较为重要的直跃线荧光、阶跃线荧光作一介绍。
①直跃线荧光
此类荧光辐射一般发生在两个激发态之间。由图中(b)可见,处于基态0的原子被激发到激发态2 ,然后在去激发过程中发射出一定波长的原子荧光并回到1 能态。由1 能态回到0基态是由非光辐射过程来完成的。应当注意,此类荧光的波长大于激发光的波长,因而对于消除散射干涉特别有效。由Pb283.3nm 激发出来的Pb405.5nm 可作为此类荧光的例子。
②阶跃线荧光
由图中(c)可见,在此类荧光的发生过程中,处于基态0的原子被激发到激发态2 ,由2 能态回到1 能态是由非光辐射过程来完成的。由1 能态,原子在去激发过程中发射出一定波长的原子荧光并回到0能态。此类荧光的波长一般也大于激发光的波长。
当原子在光激发过程中被激发到某一激发态,并在此基础上受原子化器中的热量进一步激发到更高能级时(热助效应),发射的荧光波长有可能小于激发光的波长,称为热助反stoke 荧光。
对某一具体的分析元素来说,根据所用的激发光源及原子化器,将发射出若干条荧光谱线,其机理可能涉及上述各种类型。近年来,由于电感耦合等离子焰被用作原子荧光仪器中的原子化器,在等离子焰中,分析元素除了以原子状态存在以外,还可能以离子状态存在。当采用大电流脉冲供电空心阴极灯或可调谐染料激光作为激发光源时,在等离子焰中可以激发出离子荧光。
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