【种花家务·物理】4-6-08光谱分析『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的注解。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第六章光的波动性
【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿；功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳；热量的单位卡路里等于4.186焦耳；电荷的单位静库（1库伦=3×10⁹静库）；电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等，但如今是不允许的，力是不能使用质量单位的。】
§6-8光谱分析
【01】既然每一种元素都有它特有的标识谱线，那么，把某物质所生成的明线光谱和已知元素的标识谱线进行比较，就可以知道这种物质是由哪些元素组成的。根据物质的光谱来判定它的化学成分，这种方法就叫做光谱分析。光谱分析中，如果只分析物质的化学成分，而并不测定它的含量百分比，这叫做光谱的定性分析；如果在分析物质化学成分的时候，同时还根据标识谱线的强度来确定元素含量的多少，这样的分析叫做光谱的定量分析。
1、光谱的定性分析
【02】把待分析的物质放在高温下不易蒸发的铂环上，用温度很高的火焰对它加热，这种物质就逐渐变为炽热的汽体，并且发出光来。通过摄谱仪，拍摄出它的光谱的照片，再把它的光谱和各种已知元素的标识谱线相比较，如果光谱中有某种元素的谱线存在，就可以断定它含有这种元素；如果在待分析物质的光谱中，发现了某些谱线，这些谱线在所有已知元素的标识谱线中都找不到，这就表示在待分析的物质里含有前所未知的新元素。在十九世纪中叶，就曾经用这种方法发现了铯(Cs)、铷(Rb)、铊(Tl)、铟(Ⅰn)、氦(He)等元素。
2、光谱的定量分析
【03】光谱的定量分析是通过比较谱线的强度来决定的，谱线越强，这种元素的含量也越多。实验的结果表明：如果物质中含有的微量元素不超过 5%，这种元素的谱线强度和它的含量是成正比的。
【04】作光谱定量分析的时候，先要把经过适当选择、含量已知的某种元素（称为内标元素）加到待测的物质中去，然后把待测物质的谱线强度跟内标元素的标线强度进行比较，根据它们之间的相对强度来确定它的含量。
【05】进行光谱分析时，可以用明线光谱，也可以用吸收光谱。有些元素的标识谱线条数很多，例如铁(Fe)的谱线就有几千条，既然各种元素的谱线没有一条互相重合，那么在分析的时候就不必逐条加以比较，只要比较其中强度最大的几条谱线，有时甚至只要比较一条谱线也就够了。
3、光谱分析的特点
【06】光谱分析的主要优点是(1)灵敏度高。物质中杂质含量在一亿分之一克左右，也能够准确地分析出来，这样高的灵敏度是有很大的实用价值的。例如在地质勘探中，利用光谱分析就可以检验矿石里是不是含有微量的贵重金属、稀有元素或放射性元素等。(2)分析迅速。用化学分析的方法要几天才能完成的工作，用光谱分析只要几十分钟就能完成了，这就大大的提高了工作效率。
4、光谱分析的应用
【07】光谱分析除了用来分析矿石中是否含有稀有金属以外，还可以用来检验合金的成分。在炼钢时，为了及时掌握熔炉内各种成分的变化，或在治炼特殊的合金钢时，为了严格控制需要渗入的钨、钒或镍等元素的含量，都要用到光谱分析的方法。
【08】天文学家也经常用光谱分析来研究天体的化学成分、因为现在还不能从天体上取出样品来作化学分析，那就只能用摄谱仪拍出天体的光谱来进行光谱分析。通过太阳光谱的分析，知道太阳大气层里至少含有氢、氧、钠、钾、钙、铁、铜、镍、钴等 66 种元素。我国南京紫金山天文台就有太阳光摄谱仪，专门用来研究太阳光谱.其他恒星表面大气层的成分、恒星的温度以及运动速度也都可以用光谱分析来测定【温度较低的天体呈红色，它的光谱中最亮的部分也应当是红色；温度较高的天体呈黄色，它的光谱中最亮的部分是黄色和红色；温度更高的天体呈白色，它的光谱经会聚以后也应当是白色；温度最高的天体呈蓝色，它的光谱中蓝色的部分也最亮，这样我们就可以判断天体的温度了】，这就大大开扩了人类对宇宙的认识。
【09】光谱分析的用途很广泛，它还能用来研究同位素、原子和分子的构造、原子中的电子分布以及用来精密地校定长度的标准原器等。
