原子吸收线形状仪器分析

当辐射投射到原子蒸气上时，如果辐射频率相应的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需的能量，就会引起该原子对辐射的吸收，原子吸收线的频率为

式中，ΔE为原子激发态和基态的能量差；h为普朗克常量。

原子吸收线的特点是由吸收线的频率、半宽度、强度来表征，吸收线的频率ν0取决于原子的能级分布特征。吸收线的半宽度Δν是极大吸收系数一半处吸收线轮廓上两点之间的频率差，它受很多因素影响。吸收线的强度是由两能级之间的跃迁频率决定的。图11-2是原子吸收线轮廓、发射线轮廓及其比较（图中I为发射线强度，ν0为中心频率，K0为峰值吸收系数，Δν为半宽度）。

1.原子吸收线轮廓

原子吸收谱线并不是严格几何意义上的线，而是具有一定波长范围的谱线，谱线的形状称为谱线轮廓（图11-2）。

图11-2　测定峰值吸收系数K0时吸收线与发射线宽度的比较

2.谱线变宽(www.xing528.com)

（1）自然变宽Δν　谱线本身固有的宽度称为自然宽度，与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，则谱线宽度越窄，一般约为10-5nm。

（2）多普勒（Doppler）变宽ΔνD　它与相对于观察者的原子的无规则运动有关，又称热变宽。Doppler变宽与谱线波长、相对原子质量和温度有关，Δλ多在10-3nm数量级。

（3）压力变宽　它是由被测元素的原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起谱线的变宽，又称为碰撞变宽，它分为洛伦兹变宽和霍尔茨马克变宽。压力变宽约为10-3nm。

①洛伦兹（Lorentz）变宽ΔνL　被测元素的原子与其它粒子碰撞而引起的谱线变宽。随原子区内原子蒸气压力增大和温度升高而增大，中心频率发生位移，谱线轮廓不对称。

②霍尔茨马克（Holtzamrk）变宽ΔνH　又称共振变宽，它是由同种原子之间发生碰撞而引起的谱线变宽。由于AAS分析时待测物浓度很低，该变宽可以忽略。

（4）其它　外界电场后磁场的作用使得谱线变宽，称为场致变宽；光源（如空心阴极灯）中同种气态原子吸收了由阴极发射的共振线所致的变宽称为自吸变宽。这类变宽和仪器所处电磁场以及灯电流等因素有关。在严格操作条件下可予以校正，因此一般忽略不计。

外界压力增加，谱线中心频率位移、形状和宽度发生变化，发射线与吸收线产生错位影响测定灵敏度；温度在1500～3000℃，压力为1.013×10-5Pa，热变宽和压力变宽有相同的变宽程度；火焰原子化器以压力变宽为主，石墨炉原子化器以热变宽为主。