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出版者:Prentice Hall

作者:James D. Ingle

出品人:

页数:608

译者:

出版时间:1988-03-21

价格:USD 153.60

装帧:Paperback

isbn号码:9780138268763

丛书系列:

图书标签:

光谱分析
原子吸收光谱
原子发射光谱
分子吸收光谱
分子荧光光谱
质谱
光谱学
分析化学
仪器分析
化学分析

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具体描述

An undergraduate level text on analytical spectrometric methods. Emphasizes general principles and quantitative expressions for signals and signal-to-noise ratio. Instrumentation methodology and performance characteristics for all major optical, atomic, and molecular techniques are discussed. Solutions Manual is available.

《光谱化学分析：探索物质世界的隐秘语言》书籍简介《光谱化学分析：探索物质世界的隐秘语言》是一部深入浅出的著作，旨在为读者揭示光谱化学分析这一强大而迷人的科学领域。本书并非一本孤立的教科书，它更像是一场引人入胜的科学之旅，带领读者从宏观的宇宙奥秘到微观的原子结构，理解光谱是如何成为我们解读物质成分、结构乃至运动的终极语言。我们不会在这里赘述本书的具体章节内容，但会描绘出本书的核心理念、它所涵盖的知识图景以及它对科学研究和实际应用产生的深远影响。一、光谱：宇宙的信使，物质的指纹本书的核心论点是：每一个原子、每一个分子，在与能量相互作用时，都会以独特的方式发出或吸收特定的电磁波，形成我们称之为“光谱”的图案。这就像每个人都有自己独特的指纹，光谱也成为了物质世界独一无二的“身份证明”。从遥远的星系发出的光，到我们手中试管里的一滴液体，光谱都承载着关于它们起源、组成和状态的丰富信息。想象一下，我们仰望夜空，看到的点点星光并非只是简单的光点。通过光谱仪，我们可以分解星光，看到其中包含的吸收线和发射线。这些“黑暗”或“明亮”的线条，正是不同元素在极端高温高压环境下与光发生作用留下的印记。科学家们正是通过解读这些星光的光谱，才得以推断出恒星的化学组成，它们与地球的相似性，甚至它们所处的演化阶段。本书将引导读者理解，这种跨越时空的光谱解读是如何成为天体物理学和宇宙学研究的基石。不仅仅是宇宙，我们身边的一切物质都遵循着同样的原理。一块金属的成分、一杯水的纯度、一种药物的有效性，甚至环境中微量的污染物，都可以通过光谱化学分析来精确测定。本书将展现，当光穿过物质，或者物质被激发发出光时，我们是如何捕捉这些光，并将其转化为有意义的数据的。二、从经典到现代：光谱技术的演进与革新光谱化学分析并非一门停滞不前的学科，它经历了漫长而辉煌的发展历程。本书将追溯这项技术从早期望远镜的棱镜分光，到原子光谱的定性分析，再到现代高精度仪器和复杂数据处理方法的演进。早期，科学家们通过目视观察分光镜产生的彩色条纹，识别出某些元素的特征谱线。尽管方法原始，但这些发现却为化学和物理学奠定了基础，揭示了原子结构的秘密。本书将深入探讨这些奠基性的工作，让读者了解牛顿、夫琅禾费、本生、基尔霍夫等先驱者的智慧与贡献。随着科学技术的进步，仪器变得越来越精密，检测能力也大幅提升。从紫外-可见吸收光谱（UV-Vis），到红外光谱（IR），再到原子吸收光谱（AAS）和原子发射光谱（AES），每一种技术都针对不同的物质和分析需求，提供了独特的洞察力。本书将详细介绍这些主要光谱技术的基本原理、仪器构造、以及它们在特定领域的应用。进入21世纪，光谱化学分析更是迎来了新的飞跃。质谱联用技术（如GC-MS, LC-MS）的出现，将光谱分离能力与质量数精确测定的能力结合起来，能够同时分析复杂混合物中的多种成分，并确定其分子量。激光诱导击穿光谱（LIBS）、拉曼光谱（Raman spectroscopy）等技术，则以其高灵敏度、快速响应和非破坏性检测等特点，在材料科学、文物保护、食品安全等领域开辟了新的应用天地。本书将展现这些现代技术的原理和前沿应用，让读者领略光谱化学分析的无限可能。三、光谱的语言：解读与应用理解光谱，关键在于学会“解读”。每一种元素、每一种化合物，在特定的条件下，都会产生一套独有的光谱信号，这包含了关于其电子结构、分子振动、甚至晶格结构的信息。本书将引导读者理解这些“语言”的含义。例如，在紫外-可见吸收光谱中，分子中电子跃迁吸收特定波长的光，可以揭示分子的共轭体系、官能团等信息，这在有机化学、生物化学和环境监测中至关重要。红外光谱则通过检测分子键的振动，为我们提供了分子结构和官能团的“指纹”，在物质鉴定、质量控制和制药工业中发挥着不可替代的作用。原子光谱，如原子吸收和原子发射光谱，则专注于原子能级的跃迁，能够极其精确地测定样品中金属元素和其他元素的含量。这在环境监测（重金属污染）、地质勘探、食品安全（营养元素和有害元素检测）以及临床诊断（血液、尿液中的微量元素分析）等领域，是不可或缺的分析手段。拉曼光谱则通过非弹性散射，直接探测分子的振动模式，提供与红外光谱互补的结构信息，并且对水等溶剂的干扰较小，非常适合在原位、无损的情况下分析。而质谱技术，虽然本质上是基于质荷比的分离，但与光谱技术相结合，可以极大地增强分析的准确性和可靠性。本书将通过大量实例，生动地展示光谱化学分析如何被应用于解决现实世界中的各种问题。从辨别艺术品的真伪，到监控空气和水源的质量；从开发新型药物，到研究古代文明的物质遗存；从检测食品中的添加剂，到分析地外生命的化学特征，光谱化学分析的身影无处不在。四、深入理解：理论基础与实践技巧要真正掌握光谱化学分析，仅仅了解其应用是不够的，还需要深入理解其背后的理论基础。本书将系统地阐述与光谱相关的物理学和化学原理，包括：电磁波与物质的相互作用：光子与原子、分子的能量交换，如吸收、发射、散射等过程的量子力学描述。原子光谱原理：原子能级结构、电子跃迁、塞曼效应、斯塔克效应等。分子光谱原理：分子振动与转动能级、范德华力、氢键等对光谱的影响，以及不同的分子光谱（如IR, Raman, UV-Vis）所反映的结构信息。仪器原理与设计：光源、单色器、探测器、信号处理系统等关键组成部分的详细介绍，以及不同仪器类型（如分光光度计、光谱仪、质谱仪）的特点。定量分析方法：比尔-朗伯定律、校准曲线、内标法、标准加入法等，以及这些方法在不同光谱技术中的应用。定性分析方法：谱库检索、特征谱线分析、官能团分析等。数据处理与谱图解析：噪声处理、背景扣除、峰识别、峰拟合、化学计量学方法在谱图解析中的应用。除了理论深度，本书同样注重实践指导。它将涵盖光谱实验的设计原则、仪器操作的注意事项、样品前处理的技巧，以及数据分析和结果解释的规范。对于科研人员、分析师、实验室技术人员以及对光谱分析感兴趣的学生而言，本书将提供宝贵的实践指导。五、未来展望：光谱化学分析的无限前景光谱化学分析作为一门基础而前沿的科学技术，其发展潜力依然巨大。本书将在结尾部分，展望光谱化学分析的未来发展趋势，包括：更高灵敏度和分辨率的仪器：能够检测更低浓度的物质，分辨更复杂的混合物。便携式和手持式光谱仪的普及：实现现场、实时、原位检测，拓展应用场景。人工智能和机器学习在谱图解析中的应用：自动化数据分析，提高检测效率和准确性，发现隐藏的模式。新型光谱技术的开发：如太赫兹光谱、X射线光谱等，拓展可分析的物质范围和信息维度。与其他技术的交叉融合：如光谱与显微成像、光谱与生物传感器的结合，实现多维度、多层次的物质信息获取。《光谱化学分析：探索物质世界的隐秘语言》将是一部集理论深度、技术广度和应用价值于一体的力作。它将帮助读者深刻理解光谱作为一种 universal language，如何连接微观粒子与宏观世界，如何揭示物质的本质，以及如何在不断发展的科学研究和技术创新中发挥核心作用。无论您是初学者还是资深研究者，本书都将是您探索光谱化学分析精彩世界的绝佳伙伴。