光譜起源于17世紀(jì),1666年物理學(xué)家Newton第一次進(jìn)行了光的色散實(shí)驗(yàn)。他在暗室中引入一束太陽光,讓它通過棱鏡,在棱鏡后面的白屏上,看到了紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫7種顏色的光分散在不同位置上,這種現(xiàn)象被稱作光譜。到1802年英國(guó)化學(xué)家Wollaston發(fā)現(xiàn)太陽光譜不是一道無缺的彩虹,而是被一些黑線所割裂。1814年德國(guó)光學(xué)儀器專家Fraunhofer研究太陽光譜中的黑斑的相對(duì)位置時(shí),采用狹縫裝置改進(jìn)光譜的成像質(zhì)量把那些主要黑線繪出光譜圖。1825年Talbot研究鈉鹽、鉀鹽在酒精燈上的光譜時(shí)指出,鉀鹽的紅色光譜和鈉鹽的黃色光譜都是這個(gè)元素的特性。到1859年Kirchoff和Bunsen為了研究金屬的光譜,他們?cè)O(shè)計(jì)和制造了一種完善的分光裝置,這個(gè)裝置就是一臺(tái)實(shí)用的光譜儀器,可研究火焰、電火花中各種金屬的譜線,從而建立了光譜分析的初步基礎(chǔ)。
從測(cè)定光譜線的絕對(duì)強(qiáng)度轉(zhuǎn)到測(cè)量譜線的相對(duì)強(qiáng)度,為光譜分析方法從定性分析發(fā)展到定量分析奠定了基礎(chǔ),從而使光譜分析方法逐漸走出實(shí)驗(yàn)室,在工業(yè)部門中得以應(yīng)用。1928年以后,由于光譜分析成了工業(yè)的分析方法,光譜儀器得到了迅速發(fā)展,在改善激發(fā)光源的穩(wěn)定性和提高光譜儀器本身性能方面得到了進(jìn)步。
最早的激發(fā)光源是火焰,后來又發(fā)展為應(yīng)用簡(jiǎn)單的電弧和電火花為激發(fā)光源,在20世紀(jì)的三四十年代,采用改進(jìn)的可控電弧和電火花為激發(fā)光源,提高了光譜分析的穩(wěn)定性。工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、光譜學(xué)的進(jìn)步,促使光學(xué)儀器進(jìn)一步得到改善,而后者又反作用于前者,促進(jìn)了光譜學(xué)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
20世紀(jì)60年代,隨著計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)的發(fā)展,光電直讀光譜儀開始迅速發(fā)展。20世紀(jì)的70年代光譜儀器幾乎100%地采用計(jì)算機(jī)控制,這不僅提高了分析精度和速度,而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理和分析過程自動(dòng)化控制。
光電直讀光譜儀的光電直讀光譜分析是用電弧(或火花)的高溫使樣品中各元素從固態(tài)直接氣化并被激發(fā)而發(fā)射出各元素的特征波長(zhǎng),用光柵分光后,成為按波長(zhǎng)排列的光譜,這些元素的特征光譜線通過出射狹縫,射入各自的光電倍增管,光信號(hào)變成電信號(hào),經(jīng)儀器的控制測(cè)量系統(tǒng)將電信號(hào)積分并進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換,然后由計(jì)算機(jī)處理,并打印出各元素的百分含量。
從技術(shù)角度而言,可以說如今還沒有比直讀光譜能更有效地用于爐前快速分析的儀器。所以世界上冶煉、鑄造以及其他金屬加工企業(yè)均采用這類儀器,而使之成為了一種常規(guī)分析手段。 [1]