大概就这样了 参考一下吧基于landsat-TM影像的专题信息提取学生姓名：XX 学号：20085080079院系：城市与环境科学学院 专业：XX指导教师：XX 职称：助教摘 要：本文以沈阳地区为研究区，利用光谱信息提取水体、植被，采用基于灰度共生矩阵的纹理量的分类法，通过TM5波段提取灰度共生矩阵和灰度联合矩阵，计算并提取最能反映类别差异的纹理量值将光谱信息混淆的水田、旱田、居民地用分离，得到最终的分类结果。结果表明:将纹理特征应用于图像分类中可区分光谱混淆的地类，光谱与纹理特征结合得到的分类精度要高于单纯光谱的分类精度。关键词：遥感影像;光谱特征;纹理特征;灰度共生矩阵;分层提取;土地利用Abstract:Based on the study of shenyang area for using spectral information extraction，water,vegetation,based on gray symbiotic matrix of the texture classification,through the TM5 band extraction graylevel co-occurrence matrix and gray,and joint matrix extraction can reflect the differences between vector-valued texture category will confuse the paddy fields,spectral information structure,separation,with residents of the final results of the classification.Results show that: the texture characteristics will be applied to image classification can distinguish the confusion of spectral spectrum and texture feature combination,the classification accuracy than pure spectral classification accuracy.Key words:remote sensing image;spectrum feature;texture feature;text gray-level co-occurrence matrix;layered extraction;land-use引言遥感图像信息专题特征的提取，需要对TM图像的光谱信息和纹理信息进行综合分析,以达到提高影像分类精度的目的[1] 。在自然资源调查中，遥感图像已成为重要的空间数据源，其中TM图像信息是进行土地利用/覆盖变化动态监测的重要依据。常规提取TM图像信息主要是利用影像的光谱分辨率进行的，难以正确区分光谱易混淆的地物，例如菜地与其他耕地类型。提取TM图像中易混淆地物信息，可以充分利用影像的空间分辨率及影像上丰富的纹理信为了息来完成信息提取。纹理分析方法在许多领域都有重要的应用，吴高洪等[2]为了提高纹理图像分割的边缘准确性和区域一致性以及降低分割错误率，提出了一种基于小波变换进行纹理分割的方法。因此，研究地物在影像上的纹理特征，建立和充分应用基于纹理特征的地物分类及信息提取方法，将是今后研究高分辨率遥感影像信息提取的方向之一[3]。图像分析需要用到影像的灰度和纹理信息，灰度即波谱信息，是最基本的信息，纹理反映了灰度的空间变化情况，它由纹理基元按某种确定的规律或者某种统计规律排列组成。为了能用计算机进行纹理分析和形成统一的尺度，需将纹理量化，以定量反映纹理信息，形成纹理变量和纹理图像以便分析[4]。1 研究区概况苏家屯是沈阳市的九个市辖区之一，位于沈阳南部，距沈阳市中心15公里，与抚顺、本溪、辽阳三市毗邻。这里气候适宜，雨量适中，年均气温8度，年均降水量700毫米。物产丰富，蕴藏着丰富的煤石油天然气铁矿石和优质矿泉水等自然资源。苏家屯农业发达，盛产水稻、玉米，是国家确定的现代化农业示范区。本文选择数据源所选取的数据是沈阳地区2001年8月11日TM影像区的子区域。根据沈阳地区的农事历，选择10月上旬的遥感资料为宜。2光谱信息地物的光谱一般是指像素的亮度值，地表的各种地物由于物质组成和结构不同而具有独特的波谱反射和辐射特性，在图像上反映为各类地物在各波段上灰度值的差异。地物光谱响应特征是多光谱遥感影像地物识别最直接，也是最重要的解译元素。3 纹理特征纹理也是遥感影像的重要信息,它通过色调或颜色的变化表现细纹或细小的纹案，这种细纹或细小的纹案在某一确定的图像区域中以一定的规律重复出现。目标地物的纹理特征与航空相片的比例尺和太阳高度角有关。另外，它反映了影像的灰度统计信息、地物本身的结构特征和地物空间排列的关系，是进行目视判读和计算机自动解译的重要基础[5]。许多研究表明，除了原始影像光谱信息以外，加上纹理信息就可以使分析准确性和精度提高[6]。遥感图像中多为无规则纹理，一般采用统计方法进行纹理分析,目前用得较多的统计方法有共生矩阵法、分形维法和马尔可夫随机场法。所谓灰度共生矩阵是由影像灰度级之间二阶联合条件概率密度所构成的矩阵，反映了影像中任意两点间灰度的空间相关性。其方法是先依据影像的灰度级数和灰度变化情况计算出4个方向(右、下、右上和左下)任意两个灰度级相邻出现的概率矩阵，它能提供多个纹理量，可以从多个侧面描述影像的纹理特征，因而在纹理分类中得到广泛的应用[7]。4 提取方法4.1 数据预处理本文对沈阳地区遥感影像进行光学增强处理，并采用高通滤波来进行滤波处理对影像进行融合将融合后的影像进行几何校正。本文以1∶5万比例尺地形图为底图，选取均匀地分别在整幅图像内的60个控制点，采用二次多项式纠正模型建立两幅影像的对应关系。配准精度在0.3个像元以内，4.2 土地利用分类体系的确定参考国家土地利用分类体系，结合研究区土地资源的实际情况，TM影像波谱特征及其分辨率等，把研究区土地利用现状分类系统按二级进行分类，一级类型5个，分别为水体、水田、旱地、居民地、植被。4.3遥感信息提取遥感图像的某些波段往往存在异物同谱和同物异谱现象，如果把多种地物放到一起考虑，由于这些波段的加入，会使信息提取变得非常复杂，这也正是传统上基于统计特征的监督和非监督分类遇到的难题。而对地物进行分层处理，就可以充分利用各类地物在不同波段的特征，收到较好效果[8，9]。对某一地物进行提取，获得该信息层，与原图像进行逻辑与运算，做掩膜处理，从而将该地物像元从原始图像中去除，以避免它对其他地物提取的影响，从而为以后的信息提取创造了纯净的环境。4.3.1基于地物光谱模型的遥感影像分类为获得光谱知识，在原始图像上进行采样。在采样过程中考虑到同类地物颜色的差异，如水域的深浅等，每一地类进行了多个样本值的合并，得到地物的综合光谱特征值（如图1）。图1 地物光谱特征水体的提取：太阳光照射到水面少部分被反射到空中大部分被入射到水体，入射到水体的光，部分被水体吸收，部分被水中的悬浮物反射，少部分透射到水底。被水底吸收和反射。被悬浮物反射和被水体反射的辐射，部分返回水面，折回到空中。因此，遥感器所接收到的辐射就包括水面反射光，悬浮物反射光，水底反射光和天空反射光（如图2）。由于不同水体的水面性质和水体特性的不同，从而形成传感器上接收到的反射光谱就存在差异，为遥感探测水体提供了基础。在可见光范围内，水体的反射率总体比较低，不超过10%,一般为4%～5%,并随着波长的增大逐渐降低，到0.6μm处约2%～3%，过了0.75μm，水体几乎成为全吸收体。因此，在近红外的遥感影像上清澈的水体成黑色。因此在提取水体时图面上黑色部分即为水体。图2 传感器接收到的光谱植被的提取:健康植物的波谱曲线有明显的特点（如图3），在可见光的0.55μm附近有一个反射率为10%～20%的小反射峰。在0.45μm和0.65μm附近有两个明显的吸收谷。在0.7～0.8μm是一个陡坡，反射率急剧增高。在近红外波段0.8～1.3μm之间形成一个高的，反射率可达40%或更大的反射峰。在1.45μm、1.95μm和2.6～2.7μm处有三个吸收谷。它们分别受叶子色素，细胞构造，含水量等的影响。因此，在对TM影像上的植被进行提取时，要考虑以上因素。图3 健康植被的光谱特征4.3.2基于纹理信息的分类在图1中容易看到水田、旱地、居民地有很大的光谱相似度，因此需要根据纹理特征进行提取。本文用水体和植被信息分别对原始影像做掩膜，再结合纹理信息作监督分类提取居民地、水田和旱地。为了突出图像的纹理，提高对图像的解译和分析能力，在对图像进行纹理分析之前，利用ErdasImagine软件对掩膜后的影像进行了增强处理。为了进行纹理分类，首先必须提取各类的纹理特征。试验中先提取各类样本，统计各种类纹理特征，再找出最大差异的纹理量，作为分类特征量进行分类(如图4)。纹理特征的提取需考虑到窗口的大小、方向和步长。本文利用TM第5波段的纹理特征,采用了3X3大小的窗口、四个方向的均值[10]、步长为1来对纹理值(包括角二阶距、对比度、熵、相关)进行特征统计。图4 纹理样本图本文所有的纹理分析均在Matlab7.0上进行，主要目标是实现对输入遥感影像进行纹理分析，输出纹理分析的结果，以便通过使用结果，以不同的结合方式辅助分类作对比研究。从图5中我们可以看到，3种地类在ASM纹理特征量上差异最大，COR上次之，因此取用ASM、COR特征值，对3种地物加以提取。图5 3种纹理特征曲线旱田的提取:从纹理曲线中可以看出旱田的ASM量与水田、居民地有很大的差异，因此通过实验对ASM进行阈值设定来提取旱田。居民地和水田的区分:采用基于纹理特征和光谱特征相结合的方法，对居民地进行提取。水田和居民地在ASM特征量上，有着较大的差异，但仔细观察可以发现，在去除了旱田的干扰后，水田和居民地在COR特征量上也有着很大的差异。同时一些研究提出了(归一化建筑指数)[11]:NDVI=(TM 5- TM 4)/(TM 5+ TM 4)来对居民地进行提取（见表1）。从表2中可以看出，这种方法并不适合本文的研究区，但是对原始的光谱特征信息进行分析可以发现，在只存有水田和居民地的图像上，两者在TM5上的亮度值差距很大。综上所述,可以对COR和TM5的亮度值进行阈值设定提取居民地,将其与水田相分离。表1 5种地物的NDVI指数指标 水体 水田 旱地 居民地 植被NDVI 0．24271 0．218619 0．380397 0．231489 0．1663375精度评价衡量分类精度最广泛的方法是由Congalton提出的误差矩阵法(error matrix)，为了评价分类试验精度，本文采用随机抽样方法抽取400个点作正确率评价，通过对原图的目视判读结合实地考察对结果进行正确率评价，建立混淆矩阵，计算其Kappa系数(见表2)，在ERDAS监督分类中总正确率为85.4 %(见表3)，两者相比较可以看出，基于光谱和纹理特征的信息分层提取方法能够很好的对研究区影象进行分类。表2 光谱纹理信息分类精度%居民地 水田 旱地` 水体 植被居民地水田旱地水体植被总合正确率/% 8242119290.2 79921110990.8 531131112391.8 1003513794.6 1111363992.3总正确率=91.5% Kappa系数=0.87表3 EARDS监督分类精度居民地 水田 旱地` 水体 植被居民地水田旱地水体植被总合正确率/% 31232401072463357788 3974815691766136378 8111214779932872386 5 13920210674180182 702337937997总正确率=85.4 %6结语（1）试验表明，对地物进行分层处理，就可以充分利用各类地物在不同波段的特征。避免已提取地物对其他地物提取的干扰，为后续信息提取创造了纯净的环境；同时还可以有效地减少了漏分和误分，提高分类正确率。本文采用此方法对建设用地信息提取，获得较为满意的效果。（2)综合运用光谱知识、纹理信息对于仅基于遥感多光谱信息的传统分类方法，能够更有效地提取出土地利用类型信息，精度有了一定提高。（3）本文在进行纹理分析时，仅使用了单波段的影象数据，对于多波段影象数据未能充分利用； TM全色波段纹理清晰，如能加以利用，会对分类精度的提高有一定的帮助。参考文献[1] 梅安新，彭望琭，秦其明.遥感导论[M].北京，高等教育出版社,2003.[2] 吴高洪,章毓晋,林行刚等.利用小波变换和特征加权进行纹理分割[J].中国图像图形学报,2001,6(4):333-337.[3] 张禾.基于纹理特征的遥感影像居民地自动提取方法[J].江汉石油职工大学学报,2007,(4):93-96[4] 黄桂兰,郑肇葆,杨敏.一种基于共生矩阵法的影像纹理分类方法[J].测绘通报,1996,(3):28-31.[5] 周廷刚,郭达志,盛业华.灰度矢量多波段遥感影像纹理特征及其描述[J].西安科技学院学报,2000,2(4):336-338.[6] 舒宁.关于多光谱和高光谱影像的纹理问题[J].武汉大学学报,2004,29(4):292-295.[7] 武文波，陈静基于ETM+的遥感影像信息提取研究[J]甘肃农业大学学报2007，43(4).[8] 李四海,恽才兴.土地覆盖遥感专题信息的分层提取方法及其应用[J].遥感技术与应用,1999,(4):[9] 柴芸.甘肃省沙化土地监测研究[J].甘肃农业大学学报,2003,38(3):296～301.[10] Treitz P,Howarth P.Integrating spectral spatial andTerrain variables for forest ecosystem classification[J].Photogrammetric Engineering Remote Sensing,2000,66(3):305-317.[11] 查勇,倪绍祥,杨山.一种利用图像自动提取城镇用地信息的有效方法[J].遥感学报,2003,(1):38-391.标题 XXXXXXXXXXXXXX（宋体三号字加黑，居中）学生姓名：XX 学号：XXX(五号宋体字不加黑，居中)XXXX院（系） XX专业(五号宋体字不加黑，居中)指导教师：XXX 职称：XXX(五号宋体字不加黑，居中)（空两格）摘 要(黑体小四)：具体内容(楷体小四号字不加黑)（空两格）关键词(黑体小四)： **；**；** (楷体小四号字不加黑)(空一行)Abstract(Times New Roman小四加黑)： 具体内容(Times New Roman小四不加黑)Key Words(Times New Roman小四加黑)：**；**；** (Times New Roman小四不加黑)前言(宋体小三号加黑)一、政府信息公开制度概述（一级标题宋体四号字加黑）(一)政府信息公开的内涵（二级标题仿宋体小四号字加黑）1．政府信息公开（三级标题宋体小四号字）正文内容（宋体小四号不加黑）、图表说明（宋体小五号字不加黑）
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1. 吴静,曹知平,谢超波等.石化废水的三维荧光光谱特征. 光谱学与光谱分析.2011（收录）2. Zhang J B, Poncin S., Wu J. et al. A multiscale approach for studying an anaerobic multiphase bioreactor. Chemical Engineering Science (2011), doi:10.1016/j.ces.2011.01.0213. 吴静,赵鹏娟,田磊等.高温污泥厌氧消化器的启动.环境科学.2011,32(2):217-220.4. 吴静,崔硕,苏伟,曹知平. 北京城市水体的三维荧光特征. 光谱学与光谱分析.2011（收录）5. 蒋剑凯，吴静，刘雪华.景观湖水质的三维荧光指纹. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(6)：1525~15296. Wu J, Zhou HM, Li HZ, et al. Impacts of hydrodynamic shear force on nucleation of flocculent sludge in anaerobic reactor, Water Research，2009, 43, 12 , 30297. J. Wu, H.M. Zhou, J. Jiang, Y.M. Xie. Quantitative investigation on nucleation of flocculent sludge under different hydraulic conditions in anaerobic reactors.Journal of Biotechnology, 136(Supplement 1), 2008, S4668. 周红明, 吴静, 谢宇铭等. 厌氧反应器中絮状污泥成核过程研究．环境科学, 2008. 29(11): 122~1269. Wu J, Lu Z Y, J C Hu, Feng L, Huang J D, Gu X S. Disruption of Granules by Hydrodynamic Force in Internal Circulation Anaerobic Reactor. Water Science & Technology. 2006, 54 (9): 9-1610. Wu J., Pons M.N. and Potier O. Wastewater fingerprinting by UV-visible and synchronous fluorescence spectroscopy. Water Science & Technology. 2006, 53(4/5),449-456获得专利一种热泵和污泥干化集成方法及系统（发明，第一发明人）复合内循环厌氧反应器（发明，第一发明人）一种竖流式自动隔油沉淀装置（发明，第一发明人）医院污水全封闭处理工艺与一体化装置（发明，第一发明人）一种好氧厌氧两用废水处理装置（发明，第一发明人）新型内循环厌氧反应器（实用新型，第一发明人）内循环厌氧膨胀床/流化床反应器（实用新型，第一发明人）
徐涵秋. 新型Landsat8卫星影像的反射率和地表温度反演. 地球物理学报, 2015, 58(3): 741-747, SCI, EI.徐涵秋, 林中立, 潘卫华. 单通道算法地表温度反演的若干问题讨论——以Landsat系列数据为例. 武汉大学学报(信息科学版), 2015, 40(4): 487-492, EI.徐涵秋, 唐菲. 新一代Landsat系列卫星：Landsat 8遥感影像新增特征及其生态环境意义. 生态学报, 2013, 33(11), 3249-3257, 中科院生态环境研究中心主办刊物.Xu Hanqiu. Dynamic of soil exposureintensity and its effect on thermal environment change.International Journalof Climatology, 2014SCI.XU Hanqiu. Rule-based impervious surface mapping using high spatial resolution imagery.International Journal of Remote Sensing, 2013SCI.XU Hanqiu. Assessment of consistency in forest-dominated vegetation observations between ASTER and Landsat ETM+ images in subtropical coastal areas of southeastern China,Agricultural and Forest Meteorology, 2013SCI.XU Hanqiu. Analysis of impervious surface and its impact on urban heat environment using the Normalized Difference Impervious Surface Index (NDISI).Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 2010, 76(5), 557-565,SCI、EI.XU Hanqiu, DING Feng and WEN Xiaole. Urban expansion and heat island dynamics in the Quanzhou region, China.IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2009, 2(2), 74-79,SCI、EI.XU Hanqiu, LIN Dongfeng, Tang Fei. The impact of impervious surface development on land surface temperature in a subtropical city: Xiamen, China.International Journal of Climatology, 2013SCI.XU Hanqiu. A new index for delineating built-up land features in satellite imagery.International Journal of Remote Sensing, 2008, 29(14), 4269-4276,SCI、EI.XU Hanqiu. Extraction of urban built-up land features from Landsat imagery using a thematic-oriented index combination technique.Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 2007, 73(12), 1381-1392,SCI、EI.XU Hanqiu. Modification of Normalised Difference Water Index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery.International Journal of Remote Sensing. 2006, 27(14), 3025–3033,SCI、EI (ESI 前1%高引论文，列大陆学者3S领域引用最高的100篇论文之一).XU Hanqiu. Evaluation of two absolute radiometric normalization algorithms for pre-processing of Landsat imagery.Journal of China University of Geosciences, 2006, 17(2), 146-150,SCI.XU Hanqiu and CHEN Benqing. Remote sensing of the urban heat island and its changes in Xiamen City of SE China.Journal of Environmental Sciences, 2004, 16(2), 276-281,SCI, EI.XU Hanqiu. Assessment of the SFIM Algorithm.Chinese Geographical Science, 2004, 14(1), 48-56,SCI.XU Hanqiu. An assessment of land use changes in Fuqing County of China using remote sensing technology.Chinese Geographical Science, 2002, 12(2), 126-135,SCI.XU Hanqiu, WANG Xiaoqin and XIAO Guirong. A remote sensing and GIS integrated study on urbanization with its impact on arable lands: Fuqing City, Fujian Province, China.Land Degradation & Development, 2000, 11(4), 301-315,SCI、EI, 并被CSA (剑桥科学文摘) 推荐为遥感应用热点研究的25篇文献之一.XU Hanqiu, MacCarthy I. Markov chain analysis of vertical facies sequences using a computer software package (SAVFS): Courtmacsherry Formation (Tournaisian), southern Ireland.Computers & Geosciences, 1998, 24(2), 131-139, 国际IAMG主办刊物,SCI、EI(SAVFS软件被IAMG收入其官方网站).徐涵秋, 张铁军. ASTER与Landsat ETM+植被指数的交互比较. 光谱学与光谱分析, 2011, 31(7), 1902-1907, 中国光学学会主办刊物,SCI.(2014年“领跑者5000——中国精品期刊顶尖论文”) 徐涵秋. 区域生态环境变化的遥感评价指数. 中国环境科学, 2013, 33(5), 655-662, 中国环境科学学会主办刊物，EI.徐涵秋. 遥感监测地表裸露度动态变化及其热环境效应. 农业工程学报,2012, 28(23): 98-106. 中国农业工程学会主办刊物，EI.徐涵秋. 基于城市地表参数变化的城市热岛效应分析. 生态学报，2011, 30(14), 3890-3901, 中科院生态环境研究中心主办刊物.徐涵秋. 福建省长汀县河田盆地区近35年来地表裸土变化的遥感时空分析. 生态学报, 2013, 33(10), 2946-2953. 中国生态学会主办刊物徐涵秋, 何慧, 黄绍霖. 福建省长汀县河田水土流失区植被覆盖度变化及其热环境效应. 生态学报, 2013,33(10), 2954-2963. 中国生态学会主办刊物徐涵秋. 近30年来福州盆地中心的城市扩展进程. 地理科学, 2011, 31(3), 351-357, 中国科学院东北地理与农业生态研究所主办.徐涵秋, 张铁军, 李春华. ASTER与Landsat ETM+热红外传感器数据的比较研究. 武汉大学学报(信息科学版), 2011, 36(8), 936-940+1007, 武汉大学主办,EI.徐涵秋. 城市不透水面与相关城市生态要素关系的定量分析. 生态学报, 2009, 29(5), 2456-2462, 中科院生态环境研究中心主办刊物.徐涵秋.一种快速提取不透水面的新型遥感指数. 武汉大学学报(信息科学版), 2008, 33(11), 1150-1153, 武汉大学主办,EI.徐涵秋. 基于影像的Landsat TM/ETM+数据正规化技术. 武汉大学学报(信息科学版), 2007, 32(1), 62-66, 武汉大学主办刊物,EI.徐涵秋. 福州市城市热岛三维分布图, 载: 遥感见证——中国遥感卫星地面站建立20年卫星遥感图集, p. 298, 北京：科学出版社, 2006.徐涵秋. 环厦门海域水色变化的多光谱多时相遥感分析. 环境科学学报, 2006, 26(7), 1209-1218, 中科院生态环境研究中心主办刊物.徐涵秋. 利用改进的归一化差异水体指数(MNDWI) 提取水体信息的研究. 遥感学报, 2005, 9(5), 589-595, 中科院遥感应用研究所主办刊物 (中国百篇最具影响国内学术论文、《遥感学报》年均引用次数第1名).徐涵秋. 基于压缩数据维的城市建筑用地遥感信息提取. 中国图象图形学报, 2005, 10(2), 223-229, 中国图象图形学会、中科院遥感应用研究所主办刊物.徐涵秋. Landsat 7 ETM+影像的融合和自动分类研究. 遥感学报, 2005, 9(2), 186-194, 中国科学院遥感应用研究所主办刊物.徐涵秋. 基于谱间特征和归一化指数分析的城市建筑用地信息提取. 地理研究, 2005, 24(2), 311-320, 中科院地理科学与资源研究所主办刊物.徐涵秋. 基于SFIM算法的融合影像分类研究. 武汉大学学报 (信息科学版), 2004, 29(10), 920-923, 武汉大学主办刊物.徐涵秋, 陈本清. 不同时相的遥感热红外图象在研究城市热岛变化中的处理方法. 遥感技术与应用, 2003, 18(3), 129-133, 中科院遥感联合中心等主办刊物.(年均引用次数列该刊第3位)徐涵秋. 爱尔兰的高等教育, 载: 理论与实践, 北京：光明日报出版社, 1999.唐菲, 徐涵秋. 旧城改造与城市热岛效应关系的遥感研究. 地理科学, 2011, 31(10), 1228-1234, 中国科学院东北地理与农业生态研究所主办.吴学文, 徐涵秋. 一种基于水平集方法提取高分辨率遥感影像中主要道路信息的算法. 宇航学报, 2010, 31(5), 1495-1502, 中国宇航学会主办刊物,EI.张铁军, 徐涵秋. 基于MNDWI水体指数的ASTER与ETM+影像交互比较研究. 宇航学报, 2010, 31(4), 中国宇航学会主办刊物,EI.李春华, 徐涵秋, 陈荔聪. ASTER和Landsat-7ETM+两种多光谱传感器影像的交互对比. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(9), 中国光学学会主办刊物,SCI、EI.李婉晖, 徐涵秋. 基于生物光学模型的二类水体光学活性物质估算: 以晋江下游河段为例. 环境科学, 2009, 30(4), 中科院生态环境研究中心主办刊物.孙小丹, 徐涵秋. 一种利用多光谱双向检测和多尺度角特征验证的角提取方法. 武汉大学学报(信息科学版), 2009, 34(10), 1231-1235, 武汉大学主办,EI.孙小丹, 徐涵秋. 农用地遥感影像信息的角提取方法. 农业工程学报, 2009, 25(10), 135-141, 中国农业工程学会主办,EI.温小乐, 徐涵秋. 基于多源同步数据的闽江下游悬浮物定量遥感. 环境科学, 2008, 29(9), 2441-2447, 中科院生态环境研究中心主办刊物,EI.
仪器分析实验课程教学探讨论文
摘要: 分析仪器分析实验课程教学中存在的问题，探讨辅助教学手段在仪器分析实验教学中的运用，提出将仿真技术引入教学、合理运用微课、建设网络教学平台等对策。
关键词: 仪器分析实验;辅助教学手段;课程教学
仪器分析实验课程是化学类及相关专业开设的主要基础课程之一，课程内容主要包括电化学分析法、紫外可见吸收光谱法、红外吸收光谱法、色谱法、原子吸收光谱法、荧光光谱法等模块。通过这门课程的学习，学生可以加深对有关仪器分析方法基本原理的理解，掌握仪器的基本结构及使用方法，合理选择实验条件，正确处理实验数据和表达实验结果，为后续课程的学习及未来职业岗位的胜任奠定一定基础。
1仪器分析实验教学存在的主要问题
1．1硬件资源不足，学生缺乏实操训练
仪器分析实验所用大型仪器每台价格少则几千元，多则几万元，甚至几十万元。许多院校受到资金和场地的限制，无法配置课程所需的全部设备，或者仅有1～2台面向全体师生。因此，硬件资源的不足，导致仪器分析实验教学不能像基础实验那样，采用独立操作的方式，让每位学生都参与实验，只能靠教师演示或让学生做些辅助性的操作来完成教学任务。例如:在红外光谱实验中，学生可以进行的操作大多是固体样品的压片;在液相色谱实验中，学生的主要任务是配置溶液、用超声除去气体、用微孔滤膜过滤等。而仪器参数的设置、进样等涉及仪器操作的部分大多由教师演示，学生则少有动手操作仪器的机会。
1．2精密仪器的特殊性使学生使用受到限制
精密仪器的操作技术要求高，使用人员只有在熟悉仪器性能和熟练掌握操作规程的前提下，才能进行实际操作。一旦使用不当，不仅会造成仪器损坏，而且相对高昂的维护费用和相对较长的维护时间会给日常教学带来严重影响。因此，在仪器分析实验教学中，通常采用大循环方式组织教学。大多数任课教师为了保证设备处于良好的运行状态，避免或减少故障的发生，在课上只是亲自演示，不允许学生随意开启、关闭仪器，随意旋转仪器按钮，随意改变仪器工作参数。在这种情况下，学生只能走马观花地看演示，达不到理想的学习效果。
1．3注重培养操作能力，忽视介绍内部结构
仪器分析实验的教学目标为掌握实验原理，了解仪器构造、各部分功能，以及仪器的使用、维护和保养。多数学校在现有条件下，收获较为理想的教学效果也只是学生能在课程结束后掌握机械操作仪器的方法，而学生对仪器的内部结构和原理却了解甚少，也不懂常规维护和保养，能力自然不能得到充分锻炼。这对日后工作帮助显然不够，难以满足职业教育技能型人才培养的实际需求。
1．4辅助教学手段针对性不强
随着信息化时代的来临，在硬件资源不足的情况下，教师可以借助互联网上的教学视频来进行辅助教学，对学生掌握实验原理、仪器构造也能起到一定效果。但由于仪器设备型号不同，软件、硬件操作规程差别较大，学生观看互联网上的视频后，面对本校的实验设备可能还是无从下手。例如:利用百度搜索到的紫外可见分光光度计的教学视频多为721、722、752、UV756MC型号;气相色谱仪教学视频主要是GC120M、AGILENT6890N型;而液相色谱仪、原子吸收分光光度计、原子荧光光度计、气质联用仪等仪器的网络教学资源十分有限。针对以上问题，根据实际条件，选择、开发适合本校的辅助教学手段，用来弥补教学资源的不足，不失为一条可行之路。
2辅助教学手段在仪器分析实验教学中的运用
2．1将仿真技术引入教学
分析仪器仿真技术是利用计算机技术、网络技术、仿真技术和信息技术，在计算机上建立一套与真实分析仪器完全相同的虚拟分析系统［1］。它能够借助图像、动画来描述设备的特性，显示实体的真实动作，模仿真实操作过程。国内大型分析仪器仿真技术现已成熟，以由北京东方仿真软件技术有限公司开发的大型分析仪器仿真操作系统系列软件为例，它涵盖紫外分光计、红外分光计、气相色谱装置、原子吸收光谱、高效液相色谱、色质联用分析仪仿真等内容。该系统采用计算机虚拟仿真技术进行开发。软件具备机理模型，虚拟场景逼真度高，且以真实实验数据库作为支撑，能够自动模拟相应的实验现象，得到与真实实验相似的实验结果。操作方式灵活真实，仿真操作过程与真实仪器操作过程极其相似。学生可以通过仿真技术在计算机上建立的虚拟实验操作平台，完成对昂贵分析仪器设备的模拟操作，就如同在真实的分析仪器上操作。它不仅能够满足日常训练、常规考核以及技能大赛等需求，也为剖析仪器的内部结构、原理提供极大方便。仿真实训室的建立可利用校内现有计算机机房进行扩充，购买相应操作软件。这与添置设备相比，仿真技术投入少、消耗低、使用周期长、维护方便。大型分析仪器仿真软件的引入，与传统的教学方式相比，不仅能满足设备数量与学生数量之间巨大差距的矛盾，弥补办学硬件资源的不足，还可对设备的内部结构、实验原理等相关知识进行形象剖析和立体化讲解。仿真仪器的反复操作不仅不会增加实验成本，遇到操作不当、参数设置不正确时，也不会损坏仪器、出现安全问题，能够帮助学生尽快、全面掌握仪器设备的操作技能。
2．2合理运用微课
针对仪器分析实验硬件资源不足的问题，如何把有限的实训资源整合到传统教学环境里来，使其最大限度地发挥作用，需要教师认真对待。从技术角度来看，微课这种灵活、主题突出的新型教学模式就是一个有效的方法。微课是以教学视频为主要载体，反映教师在教学活动过程中针对某个知识点或教学环节开展教与学的各种教学资源有机组合。开发仪器分析实验相关微课，借助网络与视频技术，通过视频、图片、PPT等形式，可形象直观地将实训项目操作技能视觉化，供学生反复观看，更有利于学生理解与掌握专业技能［2］。它还能将课堂教学延伸到课外，学生能够在课前、课后利用电子设备浏览实训课教学内容，有针对性地学习。教学视频是微课的'核心组成部分，时长一般在5～8分钟，主题突出，经过后期制作的视频及配套辅助资源的总容量一般为几十兆字节，视频格式须是支持网络在线播放的流媒体格式(如rm，wmv，flv)等［3］。仪器分析实验的微课制作可采用“录像法”，把仪器部件、旋钮、操作方法、实训内容完整地展现出来。如对红外光谱实验中固体样品的压片过程、分光光度计的使用，均可全程录制。而对于大型设备，如气相色谱、高效液相色谱、原子吸收分光光度计等，一次完整的实验耗时较长，微课的制作可按动作节点把操作步骤碎片化成不同单元，针对碎片化后的知识点进行录制。步骤要连贯，不能轻易跳过。视频的后期制作中，加入关键词，以字幕的形式补充其不宜讲清楚的部分。以G5气相色谱仪的操作为例，可碎片化成以下几部分录制:一是仪器构造，主要介绍气路控制系统、仪器控制面板、进样器、色谱柱箱、检测器(包括控制电路)等;二是开机方法，介绍开机操作顺序及载气流量的调节;三是样品测定，主要介绍主菜单功能，设置温度、桥电流的方法，由于升温时间较长，过程省略;四是取样进样的操作;五是关机方法，介绍怎样返回至主菜单，设置桥电流，怎样关恒流源降温，最后关主机;六是软件操作部分，可使用“Camtasia”录屏软件，将软件操作过程完整录制下来。仪器操作的录制过程，既要有设备的整体画面，又要注重细节，让学生能够在整套设备中准确找到相关按键或旋钮，同时又能看清操作方法。
2．3建设网络教学平台
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中提出，要“加强网络教学资源体系建设，开发网络学习课程，创新网络教学模式”。网络教学平台是实现教育教学方法创新，促进优质教育资源普及共享的重要途径和基础保障［4］。网络教学支持平台是指建立在互联网的基础之上，为网络教学提供全面支持服务的软件系统的总称，包括支持网络教学的硬件设施和支持网络教学的软件系统。网络教学平台主要有点播式教学平台和互动式网络教学平台。点播式教学平台能够实现教学资源的快速传递，学生可以随时点播音频、视频课件，查阅电子教案等教学内容。而互动式教学平台可使师生通过网络进行交流，教师也可利用教学平台对学生的学习情况进行跟踪，并根据学生的学习情况有选择性地发布课程内容。网络教学平台建设包括硬件建设和软件建设。硬件设施主要有全方位的校园宽带网、功能完善的网络多媒体教室、服务器、多媒体教学材料和软件的存储设备。软件方面主要是教学系统平台。教师可将仪器分析课程的课件、教案、专业资料、仪器使用的微课程上传至平台，供学生自主学习。学生可先通过网络平台观看仪器操作的微课程，熟悉仪器结构和操作要领，然后上机操作，这使得教学更具有针对性。目前国内许多院校或公司研制和开发了适合自身需要的网络教学平台产品，如北京师范大学研制的Vcalss、上海交通大学的Answer教学系统平台，都可以引进使用。
2．4其他辅助手段的使用
根据仪器分析实验课程的特点，教师也可选择简单易行的辅助手段，如:制作大型仪器操作流程图，并将其打印、压膜塑封后放在仪器旁边，学生在使用之前需仔细阅读，按照说明进行操作;针对现在高校大学生几乎都有智能手机的现状，在没有网络教学平台的情况下，教师也可将微课、视频通过微信发送给学生;也可通过易企秀软件，生成二维码，学生通过扫描二维码的方式在课后观看相关教学视频进行自学等。
3结束语
仪器分析实验课程是一门实践性很强的课程，对分析仪器的需求较高。在教学资源有限的情况下，我们应当积极探索辅助教学手段的运用，帮助学生深入、直观地理解和掌握所学知识，提高动手能力和独立操作能力，为学生独立调试、使用仪器打下良好基础，从而达到提高教学质量的目的。
作者:柳意 单位:锦州师范高等专科学校
参考文献:
［1］田文德，丁辉，姚飞．分析仪器的计算机仿真［J］．现代科学仪器，2001(3):41－49．
［2］胡海星，张春霞，张春燕．微课在高职实训教学中的应用研究［J］．长沙大学学报，2015(3):125－126．
［3］柳意．微课在环境工程技术专业实训中的应用［J］．哈尔滨职业技术学院学报，2016(2):42－44．
［4］徐旭松．ActRes互动式网络教学平台的开发与应用［J］．江苏理工学院学报，2015(4):82－86．
§8—2 紫外和可见吸收光谱一,紫外光谱及其产生1,紫外光谱的产生物质分子吸收一定波长的紫外光时,电子发生跃迁所产生的吸收光谱称为紫外光谱.一般的紫外光谱仪是用来研究近紫外区吸收的.2,电子跃迁的类型与电子吸收光谱(紫外光谱)有关的电子跃迁,在有机化合物中有三种类型,即σ电子,π电子和未成键的n电子.电子跃迁的类型与能量关系见图8-2.电子跃迁类型,吸收能量波长范围,与有机物关系如下:可以看出,电子跃迁前后两个能级的能量差值ΔE越大,跃迁所需要的能量也越大,吸收光波的波长就越短.二,朗勃特—比尔定律和紫外光谱图1,Lambert-Beer定律当我们把一束单色光(I0)照射溶液时,一部分光(I)通过溶液,而另一部分光被溶液吸收了.这种吸收是与溶液中物质的浓度和液层的厚度成正比,这就是朗勃特—比尔定律.用数学式表式为::吸光度(吸收度);c:溶液的摩尔浓度(mol/L)L:液层的厚度;E:吸收系数(消光系数)若化合物的相对分子量已知,则用摩尔消光系数ε=E×M来表示吸收强度,上式可写成:2,紫外光谱的表示方法应用紫外光谱仪,使紫外光依次照射一定浓度的样品溶液,分别测得消光系数E或ε.以摩尔消光系数ε或Iogε为纵坐标.以波长(单位nm)为横坐标作图得紫外光谱吸收曲线,即紫外光谱图.如下图:在一般文献中,有机物的紫外吸收光谱的数据,多报导最大吸收峰的波长位置λmax 及摩尔消光系数ε.如:丙酮在环己烷溶液中的UV光谱数据为 对甲基苯乙酮的UV光谱数据为一般 ε> 5000为强吸收= 2000~5000为中吸收< 2000为弱吸收在紫外光谱图中常常见到有R,K,B,E等字样,这是表示不同的吸收带,分别称为R吸收带,K吸收带,B吸收带和E吸收带.R吸收带为 跃迁引起的吸收带,其特点是吸收强度弱.εmax 10000.共轭双键增加,λmax向长波方向移动,εmax也随之增加.B吸收带为苯的 跃迁引起的特征吸收带,为一宽峰,其波长在230~270nm之间,中心再254nm,ε约为204左右.E吸收带为把苯环看成乙烯键和共轭乙烯键 跃迁引起的吸收带.三,紫外光谱与有机化合物分子结构的关系一般紫外光谱是指200~400nm的近紫外区,只有π—π*及π π* 跃迁才有实际意义,即紫外光谱适用于分子中具有不饱和结构,特别是共轭结构的化合物.1,孤立重键的 跃迁发生在远紫外区如: λmax =162 εmax = 15000λmax =190 εmax = 18602,形成共轭结构或共轭链增长时,吸收向长波方向移动——即红移 见P192表8-1.例如:3,在π键上引入助色基(能与π键形成P-π共轭体系,使化合物颜色加深的基团)后,吸收带向红移动.例如:一些简单有机分子的紫外光谱见P193表8-2.四, 紫外光谱的应用1,杂质的检验紫外光谱灵敏度很高,容易检验出化合物中所含的微量杂质.例如,检查无醛乙醇中醛的限量,可在270~290nm范围内测其吸光度,如无醛存在,则没有吸收.2,结构分析根据化合物在近紫外区吸收带的位置,大致估计可能存在的官能团结构. 1)如小于200nm无吸收,则可能为饱和化合物.2)在200~400nm无吸收峰,大致可判定分子中无共轭双键.3)在200~400nm有吸收,则可能有苯环,共轭双键, 等.4)在250~300nm有中强吸收是苯环的特征.5)在260~300nm有强吸收,表示有3—5个共轭双键,如果化合物有颜色,则含五个以上的双键.3,分析确定或鉴定可能的结构1)鉴别单烯烃与共轭烯烃2)测定化合物的结构(辅助)有一化合物的分子式为C4H6O,其构造式可能有三十多种,如测得紫外光谱数据λmax =230nm (εmax > 5000),则可推测其结构必含有共轭体系,可把异构体范围缩小到共轭醛或共轭酮:至于究竟是哪一种,需要进一步用红外和核磁共振谱来测定.--------------------------------------------紫外—可见分光光度分析法一、基本要求掌握：本章要求掌握分光光度法的特点、基本原理、测定方法及计算方法；分子吸收光谱与电子跃迁类型，物质对光的选择吸收与吸收光谱曲线，摩尔吸收系数与吸收系数，吸光度与透光度，偏离朗伯-比尔定律的原因；掌握显色反应条件及光度测量条件的选择；掌握紫外—可见分光光度计的主要部件，各部件的作用及仪器原理，主要类型及特点；掌握差示分光光度法的原理、特点。理解：物质分子结构与紫外吸收光谱的关系，吸收波长位移与分子结构变化的关系；紫外—可见分光光度定量分析影响结果准确度的各种因素。了解：了解紫外—可见分光光度法测定灵敏度和选择性的途径；双波长分光光度法等其它分光光度法定量测定的方法；紫外—可见分光光度法在有机化合物的结构解析方面的作用及在其他方面的应用。二、基本概念与重点内容A概述1．紫外—可见分光光度法的特点灵敏度与准确度较高；选择性较好；设备简单、操作简便。2．分光光度法的发展过程目视比色法光电比色法分光光度法3．分子的紫外—可见吸收光谱分子的紫外—可见吸收光谱是基于物质分子吸收紫外辐射或可见光，其外层电子跃迁而成，又称分子的电子跃迁光谱。紫外—可见分光光度法是基于物质分子的紫外—可见吸收光谱而建立的一种定性、定量分析方法。4．光的基本性质5．物质对光的吸收及吸收光谱6．紫外—可见吸收光谱与电子跃迁类型7．生色团与助色团B光的吸收定律1．光吸收的基本定律（朗伯-比尔定律）2．吸光度与透光率、百分透光率之间的关系3．工作曲线的绘制与应用4．吸光系数、摩尔吸光系数和桑德尔灵敏度5．偏离朗伯-比尔定律的因素C紫外-可见分光光度计1．分光光度计的主要部件2．在紫外和可见光区进行测量时，分别选择何种光源3．单色器的主要元件光栅；棱镜4．分光光度计中的检测器类型早期：光电池；光电管；光电倍增管。5．紫外-可见分光光度计的类型及特点D显色测定试样的制备和光度测定条件的选择、1．显色反应及其影响因素2．测定读数误差和测定条件的选择5．入射波长的选择E分光光度定量测定方法与其他应用1．单组分的测定通常采用A-C标准曲线法定量测定。2.多组分的同时测定3．紫外可见吸收光谱在有机化合物结构解析中的作用了解共轭程度、空间效应、氢键等；可对饱和与不饱和化合物、异构体及构象进行判别。在有机化合物结构解析中，紫外可见吸收光谱没有红外吸收光谱提供的结构信息多。4．紫外—可见吸收光谱中有机物发色体系信息分析的一般规律--------------------------------------------3-1 紫外和可见光谱仪3.1.1紫外和可见光谱仪的主要组成部分3.1.2紫外及可见光谱仪的类型3-2 影响紫外光谱的因素3.2.1紫外光谱吸收带的分类3.2.2测试条件对紫外及可见吸收谱带的影响;3-3 有机化合物的紫外光谱3.3.1 共轭烯烃的紫外吸收3.3.2 共轭烯酮的紫外吸收3.3.3 芳香化合物的紫外吸收3.3.4 杂环化合物的紫外吸收3-4 无机化合物的紫外光谱3.4.1电荷转移吸收带3.4.2配位体场吸收带3-5 紫外-可见光谱的应用荧光光谱
9.1 电弧粉末原子发射光谱法半定量分析
光谱半定量分析是从事岩矿分析的实验室的一项经常性的分析任务。20世纪中期，光谱半定量分析为地球化学找矿及区域地质普查分析提供数据，曾为地质矿产资源的勘查和矿产综合利用做出很大贡献。
目前，随着电感耦合等离子体光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、X射线荧光光谱仪等新仪器新技术的发展，光谱半定量分析虽然已不再是地质样品的主要分析技术;但作为一种简单、快速、信息量很大的分析方法，它仍是地质分析的重要手段之一。光谱半定量分析可以用来全面了解各种岩石、土壤、矿石、矿物成分的大致含量，为剔除低品位的矿石样品、选择合理的分析方法、查明化学分析的干扰成分、制定各种合理的分析方案等提供依据。对从事岩石矿物分析的光谱分析者来说，半定量分析是一项基本实验技能。
9.1.1 标准试样的配制
光谱半定量分析，是尽可能多地提供试样中元素是否存在及其存在的大致含量的信息。因此，标准试样的配制，也要尽可能多地配入各种元素，这就极大地增加了配制标准的困难。首先是基体成分的选择，很难找到适合的天然“空矿”作基体，只能采用人工合成基体来配制。
近年来，随着分析技术和仪器分析的发展，我国已有了一批硅酸盐岩石、碳酸盐岩石、土壤、矿石、矿物及光谱分析用人工合成成分分析标准物质，定值元素从主量、微量到痕量元素等有几十个，给光谱半定量分析提供了很好的标准物质。根据分析对象，选用相应类型的天然标准物质，这是最理想的方案，可以消除组分、晶体结构不同的影响，也节省了配制标准的时间。除此之外，也可以用人工合成基体来配制(见第11章)，分组加入各种元素。
(1)造岩元素标准系列
在纯石英粉的基体中加入8个造岩元素的化合物(Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、TiO2、MnO2、Na2CO3、K2CO3)配制成含量系列(表9.1)。上述8个元素分成两组(含量加大一倍配制)，一组元素含量由高到低，另一组含量由低到高，然后两组互相交叉等量混合而成。
表9.1 造岩元素标准系列 (wB:%)
续表
(2)易挥发元素为主的标准系列
考虑到各元素的检出限及其地壳中的丰度不同、谱线之间的相互干扰，可采用交错方式来配制标准系列。基体组成为:m(Fe2O3)∶m(Al2O3)∶m(CaO)∶m(MgO)∶m(Na2CO3)∶m(K2CO3)∶mSiO2=5∶15∶1∶2∶2∶2∶73，经混匀后的基体，在高温炉内950℃灼烧2h，研磨均匀后备用。先按表9.2、表9.3分别配制甲、乙两组标准，然后将甲、乙两组相对应的编号等量混合均匀，得到易挥发元素为主的标准系列(表9.4)。
表9.2 甲组标准系列
表 9.3 乙组标准系列
表 9.4 易挥发元素为主的标准系列
( 3) 难挥发的稀有、稀土元素标准系列
配制方法与上述 ( 2) 易挥发元素为主的标准系列相同。用相同的基体，先按表 9.5和表 9.6 分别配制丙、丁两组标准，再以丙、丁两组相对应编号等量混匀，得到难挥发的稀有、稀土元素标准系列 ( 表 9.7) 。
表 9.5 丙组标准系列
表 9.6 丁组标准系列
表 9.7 难挥发的稀有、稀土元素标准系列
9.1.2 摄谱
目前，光谱半定量分析一般是采用垂直电极法，即将粉末试样装入下电极小孔中，用交流电弧激发; 或是采用水平电极撒样法。不管是采用哪种方法，都要首先根据实验选择各种类型试样的分析条件，如仪器狭缝，照明系统，电极孔穴大小、壁厚，分几段摄谱，每段曝光时间，电流大小，相板类型，显影条件; 另外，如何防止试样喷溅，是否加入缓冲物质，都必须通过实验积累经验。然后，先摄取标准系列的谱带，观察标准系列各元素含量谱线黑度变化的梯度，作为今后的参比标准; 因为工作条件选定之后，每一次就不需要全部摄取整套标准系列，只摄取 2 ～ 3 个作为参考和校准，这样可以节省相板和时间。
9.1.3 释谱
释谱是半定量分析的主要环节。地质试样的组分复杂，谱线的相互干扰及组分的影响非常严重。要正确地鉴定试样中元素的存在与否并比较准确地估计其含量，必须掌握正确的释谱技术和方法。最常用的有以下两种释谱方法。
( 1) 谱线黑度比较法
谱线黑度比较法是基于目测元素分析线的黑度，与标准中相对应的元素谱线黑度进行比较，从而给出元素的近似含量。这种方法比较直观、简便、快速，存在着很大的人为主观偏差，主要依赖释谱者的经验; 表现在释谱者在脑海中要熟记标准板中各元素谱线含量范围的黑度概念，在实际分析中，就能很快地从思维中比较出来。
( 2) 谱线显线法
在鲁沙诺夫与加里宁等学者编制的谱图中，在规定的条件下，根据各元素谱线的检出限不同，将谱线强度分为 10 个等级，在每条谱线元素符号的右上角标注的数字，就代表这条谱线的检出限范围 ( 表 9.8) 。此法称为谱线显线法。
表 9.8 谱线等级
光谱分析工作者根据此经验，对每个元素都选择出几条强度不同、受干扰少的谱线，在规定的分析条件下摄取标准试样，观察每条谱线显线时的最小浓度 ( 含量) 及谱线黑度的状况，以此作为标准在分析中应用。在实际分析中，往往是两种方法结合进行。
( 3) 释谱的基本技能
释谱的基本技能，需要在实践中积累经验，掌握多方面的知识，才能成为熟练的分析工作者。下面将日常释谱中应熟知的几个问题作一简述。
a.要了解所用仪器的色散率和分辨率。最简便的方法是看分析线与干扰线的波长差，按公式 R = λ/Δλ 计算出两条谱线的分辨率 ( 实际分辨率是理论分辨率的 70% ～ 80%) ，与仪器的分辨率相比较 ( 国产北二光一米光栅光谱仪，光栅刻划面积 60mm × 60mm，刻线 1200 条/mm) 。如果计算的分辨率比仪器分辨率大，表明此谱线有干扰。
b.熟悉铁谱线各个波段的特征，能凭借铁谱线迅速找到所要找的分析元素的谱线波长位置。
c.在释谱时，先大致了解整条谱带中各元素存在的情况，确定属于哪种类型的岩石、矿石、矿物，哪些元素含量大于 10%，从而了解摄谱时试样是否喷溅，主体元素对哪些元素谱线有干扰，哪些伴生元素可能存在。
d.根据所选择的各元素谱线组，按照前述两种方法，逐一估算各元素的含量。此时还应具有这种经验，哪种主量元素存在能增强哪些低量元素谱线，能抑制减弱哪些元素谱线; 计量时，要凭经验作适当的校正，才能取得好的分析结果。
e.必须了解分析线的干扰情况。如果分析元素与干扰元素的蒸发行为不同，可根据不同电流摄取的两条谱带中，分析线出现的情况来判断是否干扰。
f.对各元素的地球化学知识，矿石、矿物化学组分的特性和常见的伴生元素，应有一定的了解，以便释谱时正确判断元素存在的可能性。
9.1.4 特殊试样的检验
在分析任务中，有时会遇到一些微细粒矿石、矿物和厂矿或商检部门送来一些特殊物质要求检验。对这些任务，很难以半定量报出结果，其一是没有相应的标准; 其二试样量少，不允许重复分析。以往的做法是: 采用小孔径电极，先在电极孔穴中垫入一层炭粉，再将试样填入，然后再盖上一层炭粉，压紧，用 8A 电流全曝光，摄取一条谱带。如果小电流不能全部蒸发试样，在电极头上出现明亮的金属物时，再用大电流 ( 14A) 烧完。如送来的是少量液样，可将液样置于小坩埚中，加入少量炭粉，用小玻璃棒混合，烘干，装入电极，用 8A 电流曝光。
由于给不出半定量数据，只能报出试样中元素存在的大、中、小含量概念，然后与送样者共同讨论，来判定是属于哪种类型矿物或何种物质，并提出进一步工作的建议。
9.1.5 半定量分析线及检出限
表 9.9 中所列检出限，初试的工作条件如下。
1) 仪器: 中型水晶摄谱仪与玻璃棱镜摄谱仪，狭缝宽 7μm，三透镜照明系统，中间光圈 3.2mm。
2) 激发源: 交流电弧发生器，分两段摄谱，第一段 9A 曝光 90s，第二段 14A 烧完。
3) 电极: 上电极为圆锥形，下电极孔穴为 2.5mm × 3mm × 0.6mm，所用标准为模仿硅酸盐岩石类型基体配制。
4) 光谱紫外Ⅱ相板，A、B 型混合显影液，20℃ 显影 3min。
表 9.9 中提供的半定量分析检出限是参考值。由于各实验室用的仪器不同，电极规格、电流、相板类型不同，都会影响检出限。因此要根据实际情况，摄取参比标准，给出本实验室工作条件下的检出限。表 9.9 的谱线表及检出限，最初是加里宁等学者于 1957年提出来的，后经我国光谱分析工作者不断进行修订、补充; 仪器及工作条件也都不同，因而表中的数据仅为参考值。
表 9.9 半定量分析检出限
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9.2 能量色散-X射线荧光光谱法半定量分析
自20世纪80年代，国际上就已有开始采用能量色散-X射线荧光光谱法(EDXRF)分析地质试样品的报道。因EDXRF的能量分辨率有限，采用普通X射线管激发的常规EDXRF的背景信号相对较高，检出限较差，因此EDXRF在地球化学实验室中的应用不如波长色散XRF(WDXRF)普遍。近期国际上推出了一种采用偏振X射线激发试样的EDXRF商品光谱仪，可以大幅度降低散射X射线造成的背景，提高信背比，改善检出限。采用偏振X射线激发-EDXRF分析地质试样的研究早见于1991年，商品仪器问世则是在1998年。该类型的光谱仪与普通的能量色散X射线光谱仪相比，其突出优点是元素检出限低;测量元素范围得到扩展，Na～Nd范围内的元素均可用灵敏度高、干扰少的K系线进行分析，其他更重的元素则可用L线分析。
对于大多数金属元素，偏振X射线激发-EDXRF光谱法与波长色散XRF光谱法的检出限相当。由于是全谱测量，当常规不能分析的元素存在含量异常时，也可及时被发现并同时分析。偏振X射线激发-EDXRF的缺点是:Na、Mg等轻元素的分析灵敏度低、检出限差，分析粉末试样中这些元素时的精度不如WDXRF;能量分辨率低，存在比较多的谱线重叠干扰，例如元素谱线间的重叠干扰、逃逸峰重叠干扰、合峰重叠干扰等。因此，在采用该技术进行多元素定性和定量分析时，一般需要配备解谱软件对本底和重叠干扰进行剥离。
EDXRF法分析固体试样时，可以根据分析目的采用熔融玻璃片法、粉末压片法、直接粉末法等不同的试样制备方法。对于均匀试样或者仅做定性分析时，甚至可以不对试样进行制备而直接分析。对于岩矿试样的半定量分析，可采用粉末压片或直接粉末法进行制样和分析。对于试样量比较多而又易于压制成型的试样，采用低压聚乙烯(或硼酸)镶边衬底或塑料环镶边的方式压制比较便利，速度快，成本低。对于试样量少或比较珍贵的试样，采用直接粉末法制样比较理想，分析过的试样仍可用于其他方法，因为该种制样方法基本不损耗试样。
本节介绍直接粉末法制样，偏振X射线激发-EDXRF光谱法半定量分析岩矿试样的方法。
9.2.1 仪器设备和试剂
仪器:XEPOS+型台式偏振激发能量色散-X射线荧光光谱仪(德国SPECTRO公司)，配备Pd靶X射线管，最高电压50kV，最大电流2mA，最大功率50W;硅漂移探测器，铍窗厚度15μm，分辨率148eV(5.9keV处)，电制冷型，无需液氮冷却;配备Zr、Pd、Co、Zn、CsI、Mo、Al2O3和HOPG等8个二级靶(偏振靶)，可根据分析元素选定;带X射线快门的12位置试样自动交换系统，可在氦气和空气两种介质下进行测定。
试样盒:由内环、外环和盖子3套件组成，内环内径28mm;使用时配以聚丙烯膜制作盒底。
试样盒底膜:TF-240型聚丙烯薄膜(FLUXANA公司)，厚度4μm。
9.2.2 试样制备
试样要求:按规定对试样粗碎、细碎、缩分，研磨并过200目筛。
试样盒的准备:将内环放置在平滑、干净的平面上(铺上硫酸纸)，顶端放置一块宽约4.0cm的聚丙烯薄膜，再用外环将内环连同薄膜一起扣好，然后上下颠倒内外环组件，双手均匀向下平压内环边缘，直至内环和外环的下沿均与衬底面平行，薄膜被拉平，形成光滑的杯底。
试样制备:在制备好的试样杯中，加入4.0g风干后的试样(或校准试样)，用平底玻璃棒压实，盖上盖子后，即可放入仪器进行测量。
9.2.3 测量条件
采用4种不同的激发条件，对各不同元素进行激发和检测(表9.10)。测量气氛为空气。
表9.10 偏振激发能量色散-X射线荧光光谱法分析地质样品的测量条件
注:除Pr、Hf、Ta、W、Bi、Tl、Th、U等元素采用Lα线，Pb采用Lβ1线分析外，其他各元素均采用Kα线进行分析。
9.2.4 方法校准
校准试样以GBW07401～GBW07416(其中GBW07411未参加校准)、GBW07301～GBW07313和GBW07103～GBW071014三个系列的地球化学标准物质为主，可根据需要附加矿石标准物质，使感兴趣的元素均具有合理的含量范围。校准试样的制备方法与“9.2.2试样制备”相同。校准步骤如下。
1)先按表9.10的条件对各校准试样进行测量，根据所给定的各标准物质的组成计算其平均原子序数;以测量得到的Mo靶靶线的康普顿散射强度与瑞利散射线强度的比值为纵坐标，以平均原子序数为横坐标，按对数函数进行拟合，进行平均原子序数校准，作为未知试样基本参数计算的前提。
2)对用Mo、Al2O3和Co靶测量得到的数据，以Mo靶线的康普顿散射为内标进行基体校正和方法校准;对用HOPG靶测量得到的数据，用基本参数法进行基体校正和方法校准。这些校正和校准过程均采用仪器配备的软件进行，无需脱机计算。
9.2.5 方法的检出限
EDXRF分析中，检出限的大小不仅受背景计数值的影响，而且受重叠干扰元素的影响;同时，当试样基体不同时，分析元素的灵敏度会发生变化，从而影响检出限值。因此，难以给出合适的检出限值。表9.11是分析纯硅酸盐基体试样时的仪器检出限参考值。实际分析中，仪器会根据所分析试样的实际组成给出分析值或实际检出限值。
表9.11 偏振激发-EDXRF分析纯硅酸盐基体、无谱线重叠试样时的仪器检出限 (单位:10-6)
9.2.6 特殊试样的分析
有些特殊试样，可供分析使用的试样量很小，或者仅有几个甚至一个颗粒，可以放在试样盒中进行测量，此时仪器不能给出合理的含量估计值。分析者可以通过试样能谱的解读，判断试样的主、次、痕量成分，从而给出定性的结论。由于不损耗试样，该方法对于这类试样很实用。
参考文献和参考资料
光谱学与光谱分析编辑部.1985.光谱分析常用谱线表［M］.北京:光谱学与光谱分析编辑部
C·K·加里宁.蒋铁珊译.1959.矿物原料分析光谱线表［M］.北京:地质出版社
本章编写人:吴景钵(国家地质实验测试中心)。
詹秀春(国家地质实验测试中心)。
你好，看你的问题是去年的，但是我还是说一下我的情况吧，我的清样稿日期是18年6期次，清样稿有关资料也全部按时提交，但是6期次刊出的没有我的文章，然后咨询了编辑部，说是可能在7期次，我觉得编辑部还是很负责的，上述问题应该也是为了更好地刊出文章，给出充足的准备吧，你情况如何？几个月后刊出的？
O4 物理学类核心期刊表 纯粹物理 序号 刊 名 出版周期 出版地 主 办 单 位 ISSN 联系方式 1 物理学报 月刊 北京 中国物理学会 1000-3290 北京 603 信箱（ 100080 ）编辑部电话： 2 光学学报 月刊 上海 中国光学学会 0253-2239 上海 800-211 信箱（ 201800 ）编辑部电话： 3 高能物理与核物理 月刊 北京 中国科学院高能物理研究所 0254-3052 北京市 918 信箱（ 100039 ）编辑部电话： -2664 4 物理 月刊 北京 中国物理学会 0379-4148 北京海淀区中关村中国科学院物理研究所（ 100080 ）编辑部电话： 5 原子与分子物理学报 季刊 成都 中国物理学会原子与分子物理专业委员会 1000-0364 四川大学（西）原子与分子物理研究所 （ 610065 ）编辑部电话： -45234 6 低温物理学报 双月刊 合肥 中国物理学会 1000-3258 合肥市中国科学技术大学（ 230026 ）编辑部电话： 7 半导体学报 月刊 北京 中国电子学会等 0253-4177 北京 912 信箱（ 100083 ）编辑部电话： -277 8 声学学报 双月刊 北京 中国声学学会 0371-0025 北京海淀区中关村路 17 号（ 100080 ）编辑部电话： isx@ 9 波谱学杂志 双月刊 武汉 中国科学院武汉物理研究所等 1000-4556 武汉市 71010 信箱（ 430071 ）编辑部电话： 10 物理学进展 季刊 南京 中国物理学会 1000-0542 南京市南京大学（ 210008 ））编辑部电话： 11 高压物理学报 季刊 成都 四川省物理学会 1000-5773 成都市 523 信箱 60 分箱（ 610003 ）编辑部电话： 12 低温与超导 季刊 合肥 信息产业部合肥低温电子研究所 1001-7100 合肥市 1019 信箱（ 230043 ） 13 大学物理 月刊 北京 中国物理学会 1000-0712 北京师范大学物理系（ 100875 ）编辑部电话： 应用物理 1 人工晶体学报 双月刊 北京 人工晶体研究所等 1000-985X 北京市 733 信箱， 100018 ，电话： 6549332 2 光子学报 月刊 西安 中国光学学会 1004-4213 西安 80 号信箱 47 分箱《光子学报》编辑部， 710068 3 量子电子学报 双月刊 合肥 中国光学学会基础光学专业委员会 1007-5461 合肥 1125 号信箱 ,230031, 电话： 0551-559156 4 发光学报 季刊 长春 中国物理学会发光 分科学 会等 1000-7032 吉林省长春市东南湖大路 16 号 130033 电话： 5 红外与毫米波学报 双月刊 上海 中国光学学会等 1001-9014 上海市中山北一路 420 号 200083 电话： -24502 6 计算物理 双月刊 北京 计算物理学会等 1001-246X 北京市 8009 信箱 100088 电话： -2292 ， 62014411-2647 7 核技术 月刊 上海 中国核学会等 0253-3219 上海市 800-204 信箱 201800 电话： 8 金属学报 月刊 沈阳 中国金属学会等 0412-1961 辽宁省沈阳市文化路 72 号 110016 电话： 9 核聚变与等离子体物理 季刊 成都 核工业西南物理研究所 0254-6086 四川省成都市 432 信箱 610041 电话： 10 无机材料学报 双月刊 上海 中国科学院上海硅酸盐研究所 1000-324X 上海市定西路 1295 号， 200050 ， TEL ： 52411301 5241130 11 材料研究学报 双月刊 沈阳 中国材料研究学会等 1005-3093 辽宁省沈阳市沈河区文化路 72 号 110016 电话： 12 光谱学与光谱分析 双月刊 北京 中国光学学会光谱委员会等 1000-0593 北京市海淀区学院南路 76 号（ 100081 ） 13 强激光与粒子束 双月刊 绵阳 中国工程物理研究所，四川省核学会 1001-4322 四川省绵阳市 919-805 信箱 621900 电话： 14 真空 双月刊 沈阳 机械电子工业部沈阳真空技术研究所 1002-0322 辽宁省沈阳市沈河区万柳塘路 2 号 110042 电话： 15 原子能科学技术 双月刊 北京 中国原子能科学研究院 1000-6931 北京市 275 信箱 65 分箱 102413 电话： 16 中国激光 月刊 上海 中国光学学会，中国科学院上海光学精密机械研究所 0258-7025 上海市 800-211 信箱 201800
①线状光谱。由狭窄谱线组成的光谱。单原子气体或金属蒸气所发的光波均有线状光谱，故线状光谱又称原子光谱。当原子能量从较高能级向较低能级跃迁时，就辐射出波长单一的光波。严格说来这种波长单一的单色光是不存在的，由于能级本身有一定宽度和多普勒效应等原因，原子所辐射的光谱线总会有一定宽度（见谱线增宽）；即在较窄的波长范围内仍包含各种不同的波长成分。原子光谱按波长的分布规律反映了原子的内部结构，每种原子都有自己特殊的光谱系列。通过对原子光谱的研究可了解原子内部的结构，或对样品所含成分进行定性和定量分析。②带状光谱。由一系列光谱带组成，它们是由分子所辐射，故又称分子光谱。利用高分辨率光谱仪观察时，每条谱带实际上是由许多紧挨着的谱线组成。带状光谱是分子在其振动和转动能级间跃迁时辐射出来的，通常位于红外或远红外区。通过对分子光谱的研究可了解分子的结构。③连续光谱。包含一切波长的光谱，赤热固体所辐射的光谱均为连续光谱。同步辐射源（见电磁辐射）可发出从微波到X射线的连续光谱，X射线管发出的轫致辐射部分也是连续谱。④吸收光谱。具有连续谱的光波通过物质样品时，处于基态的样品原子或分子将吸收特定波长的光而跃迁到激发态，于是在连续谱的背景上出现相应的暗线或暗带，称为吸收光谱。每种原子或分子都有反映其能级结构的标识吸收光谱。研究吸收光谱的特征和规律是了解原子和分子内部结构的重要手段。吸收光谱首先由J.V.夫琅和费在太阳光谱中发现（称夫琅和费线），并据此确定了太阳所含的某些元素。
光谱 光谱光波是由原子内部运动的电子产生的．各种物质的原子内部电子的运动情况不同，所以它们发射的光波也不同．研究不同物质的发光和吸收光的情况，有重要的理论和实际意义，已成为一门专门的学科——光谱学．下面简单介绍一些关于光谱的知识．分光镜观察光谱要用分光镜，这里我们先讲一下分光镜的构造原理．图6-18是分光镜的构造原理示意图．它是由平行光管A、三棱镜P和望远镜筒B组成的．平行光管A的前方有一个宽度可以调节的狭缝S，它位于透镜L1的焦平面①处．从狭缝射入的光线经透镜L1折射后，变成平行光线射到三棱镜P上．不同颜色的光经过三棱镜沿不同的折射方向射出，并在透镜L2后方的焦平面MN上分别会聚成不同颜色的像（谱线）．通过望远镜筒B的目镜L3，就看到了放大的光谱像．如果在MN那里放上照相底片，就可以摄下光谱的像．具有这种装置的光谱仪器叫做摄谱仪．发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱．连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱（彩图6）．炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱．例如电灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱．只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱（彩图7）．明线光谱中的亮线叫做谱线，各条谱线对应于不同波长的光．稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱．明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子光谱．观察气体的原子光谱，可以使用光谱管（图6-19），它是一支中间比较细的封闭的玻璃管，里面装有低压气体，管的两端有两个电极．把两个电极接到高压电源上，管里稀薄气体发生辉光放电，产生一定颜色的光．观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．实验证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种元素的原子都有一定的明线光谱．彩图7就是几种元素的明线光谱．每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此，明线光谱的谱线叫做原子的特征谱线．利用原子的特征谱线可以鉴别物质和研究原子的结构．吸收光谱高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。例如，让弧光灯发出的白光通过温度较低的钠气（在酒精灯的灯心上放一些食盐，食盐受热分解就会产生钠气），然后用分光镜来观察，就会看到在连续光谱的背景中有两条挨得很近的暗线（见彩图8．分光镜的分辨本领不够高时，只能看见一条暗线）．这就是钠原子的吸收光谱．值得注意的是，各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的发射光谱中的一条明线相对应．这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光．因此，吸收光谱中的谱线（暗线），也是原子的特征谱线，只是通常在吸收光谱中看到的特征谱线比明线光谱中的少．光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成．这种方法叫做光谱分析．做光谱分析时，可以利用发射光谱，也可以利用吸收光谱．这种方法的优点是非常灵敏而且迅速．某种元素在物质中的含量达10-10克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来．光谱分析在科学技术中有广泛的应用．例如，在检查半导体材料硅和锗是不是达到了高纯度的要求时，就要用到光谱分析．在历史上，光谱分析还帮助人们发现了许多新元素．例如，铷和铯就是从光谱中看到了以前所不知道的特征谱线而被发现的．光谱分析对于研究天体的化学组成也很有用．十九世纪初，在研究太阳光谱时，发现它的连续光谱中有许多暗线（参看彩图9，其中只有一些主要暗线）．最初不知道这些暗线是怎样形成的，后来人们了解了吸收光谱的成因，才知道这是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱．仔细分析这些暗线，把它跟各种原子的特征谱线对照，人们就知道了太阳大气层中含有氢、氦、氮、碳、氧、铁、镁、硅、钙、钠等几十种元素．复色光经过色散系统分光后按波长的大小依次排列的图案，如太阳光经过分光后形成按红橙黄绿蓝靛紫次序连续分布的彩色光谱．有关光谱的结构，发生机制，性质及其在科学研究、生产实践中的应用已经累积了很丰富的知识并且构成了一门很重要的学科～光谱学．光谱学的应用非常广泛，每种原子都有其独特的光谱，犹如人们的“指纹”一样各不相同．它们按一定规律形成若干光谱线系．原子光谱线系的性质与原子结构是紧密相联的，是研究原子结构的重要依据．应用光谱学的原理和实验方法可以进行光谱分析，每一种元素都有它特有的标识谱线，把某种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些物质是由哪些元素组成的，用光谱不仅能定性分析物质的化学成分，而且能确定元素含量的多少．光谱分析方法具有极高的灵敏度和准确度．在地质勘探中利用光谱分析就可以检验矿石里所含微量的贵重金属、稀有元素或放射性元素等．用光谱分析速度快，大大提高了工作效率．还可以用光谱分析研究天体的化学成分以及校定长度的标准原器等．复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，按波长（或频率）的大小依次排列的图案。例如，太阳光经过三棱镜后形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫次序连续分布的彩色光谱。红色到紫 色，相应于波长由7,700—3,900埃的区域，是为人眼所能感觉的可见部分。红端之外为波长更长的红外光，紫端之外则为波长更短的紫外光，都不能为肉眼所觉察，但能用仪器记录。 因此，按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱；按产生的本质不同，可分为原子光谱、分子光谱；按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱；按光谱表观形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。 量子力学中称为“自旋”的量有时被认为所有物理量中最“量子力学”的。这样，我们对之稍微多加注意是明智的。什么是自旋？它本质上是粒子旋转的度量。“自旋”这个术语暗示某种像板球或棒球自旋的东西。让我们回忆一下角动量的概念，正如能量和动量一样，它是守恒的只要物体不受摩擦力或其他力的干扰，它的角动量就不随时间改变。量子力学的自旋的确是如此，但是我们这里开心的是单独粒子的“自旋”，而不是大量的单独粒子围绕着它们共同质心的轨道运动（这正是板球的情形）。物理学的一个显著事实是，自然中发现的大多数粒子在这种意义下的确是在“自旋”，每种粒子都有自己固有的自旋的大小8。然而，正如下面要看到的，单独量子力学粒子的自旋有一种我们绝不能从自旋着的板球等等的经验所能预料到的某种特殊的性质。 首先，对于每一特殊类型的粒子，其自旋的大小总是一样的。只有自旋的轴的方向可以（以一种我们就要讲到的非常奇怪的方式）改变。这和板球的情形形成全然的对比，板球可依出球方式的不同具有任意大小任意方向的自旋，对于质子，中子，电子，自旋大小是原先允许的一个原子的量子化的角动量的最小正值的一半。 每一个粒子都不自旋的对象不允许有这个角动量值。它只能是由自旋为粒子自身的固有的性质而引起的（也就是说，不是因为它的“部分”围绕某种中心的公转引起的）。光谱分如下几种形式。 ①线状光谱。由狭窄谱线组成的光谱。单原子气体或金属蒸气所发的光波均有线状光谱，故线状光谱又称原子光谱。当原子能量从较高能级向较低能级跃迁时，就辐射出波长单一的光波。严格说来这种波长单一的单色光是不存在的，由于能级本身有一定宽度和多普勒效应等原因，原子所辐射的光谱线总会有一定宽度（见谱线增宽）；即在较窄的波长范围内仍包含各种不同的波长成分。原子光谱按波长的分布规律反映了原子的内部结构，每种原子都有自己特殊的光谱系列。通过对原子光谱的研究可了解原子内部的结构，或对样品所含成分进行定性和定量分析。 ②带状光谱。由一系列光谱带组成，它们是由分子所辐射，故又称分子光谱。利用高分辨率光谱仪观察时，每条谱带实际上是由许多紧挨着的谱线组成。带状光谱是分子在其振动和转动能级间跃迁时辐射出来的，通常位于红外或远红外区。通过对分子光谱的研究可了解分子的结构。 ③连续光谱。包含一切波长的光谱，赤热固体所辐射的光谱均为连续光谱。同步辐射源（见电磁辐射）可发出从微波到X射线的连续光谱，X射线管发出的轫致辐射部分也是连续谱。 ④吸收光谱。具有连续谱的光波通过物质样品时，处于基态的样品原子或分子将吸收特定波长的光而跃迁到激发态，于是在连续谱的背景上出现相应的暗线或暗带，称为吸收光谱。每种原子或分子都有反映其能级结构的标识吸收光谱。研究吸收光谱的特征和规律是了解原子和分子内部结构的重要手段。吸收光谱首先由J.V.夫琅和费在太阳光谱中发现（称夫琅和费线），并据此确定了太阳所含的某些元素。
太阳光属于太阳光谱，连续光谱、线形光谱及吸收光谱的具体区别如下：
1、含义上的区别
连续光谱是指光（辐射）强度随频率变化呈连续分布的光谱。根据量子理论，原子、分子可处于一系列分立的状态。两个态间的跃迁产生光谱线。
线状光谱，又称原子光谱，单原子气体或金属蒸气发出光谱均属线状光谱。
吸收光谱是指物质吸收光子，从低能级跃迁到高能级而产生的光谱。
2、产生原理上的区别
连续光谱是原子周围的电子被电离，当高速运动的电子与离子发生碰撞时会产生很大的负加速度，在其周围产生急剧变化的电磁场，也就是电磁辐射。因为碰撞过程和条件以及每次碰撞的能量变化都是随机的，所以产生的是波长不同而且连续的电磁辐射，从而形成连续谱。
线状光谱是原子最外层电子跃迁，能量以电磁辐射形式发射出去。基态原子通过电、热或光致激发光源作用获得能量，外层电子从基态跃迁到较高能态变为激发态，激发态不稳定，经过10-8s，外层电子从高能级向低能级或基态跃迁，多余能量以电磁辐射形式发射得到一条光谱线。
吸收光谱是温度很高的光源发出来的白光，通过温度较低的蒸气或气体后产生的，如果让高温光源发出的白光，通过温度较低的钠的蒸气就能生成钠的吸收光谱。光谱背景是明亮的连续光谱。在钠的标识谱线的位置上出现了暗线。
3、应用上的区别
连续光谱分析技术在水质监测仪器科技领域应用日益发展，基于连续光谱分析的原理，不但可以检测多项水质参数。由于连续光谱承载了被测物质的重要信息，能在宽光谱范围内展开信号处理，以有效消除检测仪器系统误差、减小背景光谱干扰和噪声干扰，极大提高在线水质检测精确度。
线状光谱不同的原子吸收不同波长的光，每种原子都有特征的吸收、发射光谱。所以可以用来鉴别物质。
吸收光谱广泛应用于材料的成分分析和结构分析，以及各种科学研究工作。
参考资料来源：百度百科-连续光谱
参考资料来源：百度百科-线光谱
参考资料来源：百度百科-吸收光谱
在材料学科上，要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容，欢迎大家阅读参考!
论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成
石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料，因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性，引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9]，这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.
另一方面，PANI作为典型的导电高分子之一，由于合成容易，环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料，由于纳米效应不但能提高材料固有性能，并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容，其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而，当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能，为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性，人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].
作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO，化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能，但也在一定程度上钝化了PANI [13]，另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.
基于以上分析，首先使PANI和GO相互分散和组装，借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料，以期获得高性能的超级电容器电极材料.
1实验部分
1.1原材料
苯胺(AR， 国药集团)，经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS， AR， 湖南汇虹试剂);草酸(OX， AR， 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB， AR， 天津市光复精细化工研究所).
1.2PANIF的制备
PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14]，制备过程如下：把250 mL去离子水加入三口烧瓶后，依次加入1.82 g CTAB，0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺，在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后，往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液，同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性，随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备
采用Hummers法制备GO，具体过程如下：向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目)，加入5 g硝酸钠固体，搅拌下加入220 mL浓硫酸，10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾，在冰水浴下搅拌120 min，再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min，然后向瓶中滴加460 mL去离子水，同时将水浴温度升至95 ℃，保持95 ℃搅拌60 min，再向瓶中快速滴加720 mL去离子水，10 min后加入80 mL双氧水，过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中，加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸，趁热抽滤，随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min，得氧化石墨烯溶液.
1.4PANIF/rGO复合材料制备
按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合，使混合液总体积为30 mL， GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL，磁力搅拌10 min后，将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应，在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤产物直至洗液无色后，于60 ℃真空干燥24 h，待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5，10以及15，相应命名为PAGO5，PAGO10和PAGO15，对应的PANIF质量为75 mg，150 mg和225 mg.
1.5仪器与表征
用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后，用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.
电极制备和电化学性能测试：将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液，将其均匀地涂在不锈钢集流体上，在10 MPa压力下压片，之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中，使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，铂片(Pt)作为对电极，在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试，电势窗为-0.2～0.8V.
比电容计算依据充放电曲线，按式(1)[15]计算：
Cs=iΔtΔVm.(1)
式中：i代表电流，A;Δt代表放电时间，s;ΔV代表电势窗，V;m代表活性物质质量，g.
2结果与讨论
2.1形貌表征
图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后，从低倍的SEM(图1(c))可以看出，PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合，且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知：成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.
2.2FTIR分析
图2为PANIF，GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1，1 500 cm-1，1 305 cm-1，1 144 cm-1，829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰，它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图，在3 390 cm-1， 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H，C=O键振动，1 550～1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16]，可以看出，GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图，与GO，PANIF谱图比较， 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现，这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO，另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.
2.4电化学性能分析
图4为样品的CV曲线，其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图，可以看出，4个样品均出现明显的氧化还原峰，这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变，表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线，由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加，在扫描速率为1 mV/s时，PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.
图5为PANI，PAGO5，PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图，由图可知：4种样品均有明显的氧化还原平台，这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线，借助式(1)，计算了4种样品在不同电流密度下的比电容，结果如图5(b)所示，很明显，相同电流密度下PAGO10比电容最大，当电流密度为1 A/g时，其比电容为517 F/g，这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时，比电容分别为 261和495 F/g)[18-19]， 而PANIF比电容最小，仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右，这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时，紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚，增加了电极/电解质接触面积，从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径，对样品进行了交流阻抗测试，图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知：在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区，电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5
值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区，直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制，并且PAGO5所展现的直线斜率最大，说明其电容行为最接近理想电容，即频响特性最好，这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.
氧化还原反应的发生，导致PANIF具有十分高的赝电容，但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩，导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此，对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示，PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后，电容保持率为77%，而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%，这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外，rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接，降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩，使得链段不容易脱落或者断裂，从而PAGO10具有出色的循环稳定性.
3结论
采用自组装的方法，经水热反应，制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现，rGO与PANIF紧密连接;而且，当PANIF与GO质量比为10∶1时，复合材料展现了最佳的电化学性能，当电流密度为1和10 A/g时，其比电容分别为517， 356 F/g.从上可知：合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能，从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.
浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用
1 概述
随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及，我国水泥工业得到飞速发展，2012年，水泥总产量达21.8亿吨，占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代，镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能，而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1]，并取得了良好的使用效果，但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合，形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫，碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质：R2(Cr，S)O4。水泥窑在正常运转中，其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸，飘落在厂区及周边环境中，造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中，废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时，窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害，据有关专家论证，Cr6+腐蚀皮肤，使人易患上大骨病，进而致癌。因此，镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。
发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范，其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍，执行也是最严格的，具体内容如表1所示：
我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88，对地面水中Cr6+含量进行明确规定，如表2所示：
这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大，特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵，因此，水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。
2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制
2.1 研制思路
目前，用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性，但是抗热震性差，抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性，但是挂窑皮性差[3，4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料，结构韧性好，抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强，具有良好的挂窑皮性能，在烧成带能有效延长使用寿命，是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。
2.2 试验与研究
2.2.1 铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物，化学分子式为FeAl2O4，其中含58.66%A12O3和41.34%FeO。铁铝尖晶石为立方体结构，二价阳离子占据四面体位置，三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为4.39g/cm3，莫氏硬度为7.5。要形成铁铝尖晶石，必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内，才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石，而在FeO稳定存在的区域以外的条件下，铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石，而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示：
为了得到高质量的合成铁铝尖晶石，我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导，经过大量试验，掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术，为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯，在保证“FeO”稳定存在的气氛下，经高温烧成，制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示：
2.2.2 原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验，结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求，我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料，并加入特殊添加剂来强化制品的性能，研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度，采用四级配料，经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3，产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。
2.2.3 铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出：随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势，这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果，铁铝尖晶石的加入量在10%时，制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出：以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。
2.3 产品的性能
2.3.1 结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中，同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒，与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石，这一活化效应使制品在烧成或使用过程中，内部形成大量的微裂纹，重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行，使得MgO-FeAl2O4耐
火材料在整个高温使用过程中，可以形成大量的微裂纹，这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。
2.3.2 强度高。从制品显微结构可以看出：制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶，结构非常均匀致密，晶粒发育良好，颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接，结合良好，明显的提高了砖的密度和高温强度。
2.3.3 具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中，制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物，该矿物具有一定的粘度，可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面，形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块，用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4，压制成Φ30×10mm圆饼，把圆饼放在两个样块中间，放入电炉内加热，温度升到1500℃，保温3小时，冷却后测其抗折强度，二者基本相同。由此可见，新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。
2.4 产品的应用
新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来，通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用，寿命周期均达到12个月以上，受到用户认可。
3 结论