當(dāng)一束頻率為v0的單色光照射到樣品上后,分子可以使入射光發(fā)生散射。大部分光只是改變光的傳播方向,從而發(fā)生散射,而穿過分子的透射光的頻率,仍與入射光的頻率相同,這時(shí),稱這種散射稱為瑞利散射;還有一種散射光,它約占總散射光強(qiáng)度的10^-6~10^-10,該散射光不僅傳播方向發(fā)生了改變,而且該散射光的頻率也發(fā)生了改變,從而不同于激發(fā)光(入射光)的頻率,因此稱該散射光為拉曼散射。在拉曼散射中,散射光頻率相對(duì)入射光頻率減少的,稱之為斯托克斯散射,因此相反的情況,頻率增加的散射,稱為反斯托克斯散射,斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射強(qiáng)得多,拉曼光譜儀通常大多測(cè)定的是斯托克斯散射,也統(tǒng)稱為拉曼散射。
散射光與入射光之間的頻率差v稱為拉曼位移,拉曼位移與入射光頻率無關(guān),它只與散射分子本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)。拉曼散射是由于分子極化率的改變而產(chǎn)生的(電子云發(fā)生變化)。拉曼位移取決于分子振動(dòng)能級(jí)的變化,不同化學(xué)鍵或基團(tuán)有特征的分子振動(dòng),ΔE反映了指定能級(jí)的變化,因此與之對(duì)應(yīng)的拉曼位移也是特征的。這是拉曼光譜可以作為分子結(jié)構(gòu)定性分析的依據(jù)。
X射線熒光光譜儀具有重現(xiàn)性好,測(cè)量速度快,靈敏度高的特點(diǎn)。能分析B(5)~U(92)之間所有元素。樣品可以是固體、粉末、熔融片,液體等,分析對(duì)象適用于煉鋼、有色金屬、水泥、陶瓷、石油、玻璃等行業(yè)樣品。無標(biāo)半定量方法可以對(duì)各種形狀樣品定性分析,并能給出半定量結(jié)果,結(jié)果準(zhǔn)確度對(duì)某些樣品可以接近定量水平,分析時(shí)間短。薄膜分析軟件FP-MULT1能作鍍層分析,薄膜分析。測(cè)量樣品的最大尺寸要求為直徑51mm,高40mm。
X射線熒光光譜儀的基本原理:
X熒光光譜儀(XRF)由激發(fā)源(X射線管)和探測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成。X射線管產(chǎn)生入射X射線(一次X射線),激發(fā)被測(cè)樣品。受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)放射出二次X射線,并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長(zhǎng)特性。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來的二次X射線的能量及數(shù)量。然后,儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。
用X射線照射試樣時(shí),試樣可以被激發(fā)出各種波長(zhǎng)的熒光X射線,需要把混合的X射線按波長(zhǎng)(或能量)分開,分別測(cè)量不同波長(zhǎng)(或能量)的X射線的強(qiáng)度,以進(jìn)行定性和定量分析,為此使用的儀器叫X射線熒光光譜儀。
X射線熒光光譜儀分為波長(zhǎng)色散、能量色散、非色散X熒光、全反射X熒光。
波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜采用晶體或人工擬晶體根據(jù)Bragg定律將不同能量的譜線分開,然后進(jìn)行測(cè)量。波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜一般采用X射線管作激發(fā)源,可分為順序式(或稱單道式或掃描式)、同時(shí)式(或稱多道式)譜儀、和順序式與同時(shí)式相結(jié)合的譜儀三種類型。順序式通過掃描方法逐個(gè)測(cè)量元素,因此測(cè)量速度通常比同時(shí)式慢,適用于科研及多用途的工作。同時(shí)式則適用于相對(duì)固定組成,對(duì)測(cè)量速度要求高和批量試樣分析, 順序式與同時(shí)式相結(jié)合的譜儀結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。