高灵敏光谱技术在痕量检测中的应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李传亮 著

图书标签:

• 光谱技术
• 痕量检测
• 高灵敏度
• 分析化学
• 环境监测
• 食品安全
• 生物传感
• 光学传感器
• 化学分析
• 仪器分析

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121333514

版次：1

商品编码：12317777

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-02-01

用纸：轻型纸

页数：264

字数：342000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：物理学、光学、原子分子、光电子学等相关专业的研究人员和相关专业的本科生和研究生。

本书是在国家自然科学基金等项目研究成果的基础上对高灵敏度光谱技术的基本原理和其在痕量检测中应用。

内容简介

本书是在国家自然科学基金等项目研究成果的基础上对高灵敏度光谱技术的基本原理和其在痕量检测中应用。主要内容包括原子分子理论、激光技术与光电探测技术、双原子分子自由基的光谱的实验与理论、利用可调谐半导体二极管吸收光谱技术及应用、发射光谱技术的原理和应用、Mie散射光谱的基本原理及在可吸入颗粒物测量中的应用。

作者简介

李传亮，现为太原科技大学副教授，理学博士，硕士生导师。2011年博士毕业于华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室，光学专业。目前主要研究原子分子激光光谱学、光电测量和传感技术。目前主持的项目有：国家自然科学青年基金1项、精密光谱科学与技术国家重点实验室开放课题1项、山西省自然科学基金1项、山西省高校创新项目1项、中国科学院时间频率基准重点实验室开放基金课题1项。在《J. Phys. Chem. A》、《J. Mol. Spectrosc.》、《J. Chem. Phys.》、《Comput. Theor. Chem.》、《Chin. Opt. Lett.》等SCI期刊上发表**和通讯作者论文十多篇。

目录

第1章 高灵敏光谱理论 1
1．1 原子光谱理论 1
1．1．1 引言 1
1．1．2 角动量理论 3
1．1．3 氢原子和多电子原子的光谱 7
1．2 高灵敏度分子光谱理论 22
1．2．1 双原子分子电子-振动-转动光谱 23
1．2．2 双原子分子电子态及其耦合 31
1．2．3 微扰和预解离动力学理论 38
1．2．4 分子光谱结构及分子常数的获取 40
1．3 光谱强度及原子的超精细结构和外场效应 45
1．3．1 原子和分子的光谱跃迁 45
1．3．2 超精细结构 53
1．3．3 塞曼效应和斯塔克效应 53
参考文献 56
第2章 高灵敏激光光谱仪器 58
2．1 激光光源和器件 58
2．1．1 激光光源 59
2．1．2 激光器 60
2．1．3 激光的噪声 62
2．2 激光光学元器件 64
2．2．1 光学材料 64
2．2．2 光学元件波长特性和表面质量 67
2．2．3 反射镜 68
2．2．4 透镜 73
2．3 光谱测量仪器 80
2．3．1 干涉仪 81
2．3．2 光谱仪 87
参考文献 94
第3章 瞬态双原子分子光谱及其动力学 96
3．1 自由基分子的高灵敏度激光光谱测量系统 97
3．1．1 瞬态分子的生成系统 97
3．1．2 速度和浓度调制光谱 99
3．1．3 光外差探测技术 100
3．1．4 光外差速度/浓度调制激光光谱技术 102
3．2 自由基分子的高灵敏度激光光谱分析 103
3．2．1 CS中性自由基分子光谱 103
3．2．2 CS+分子离子光谱 104
3．2．3 He2准分子（范德瓦尔斯分子）光谱 113
3．3 CS的微扰动力学研究 115
3．3．1 微扰光谱的分析 115
3．3．2 微扰光谱的哈密顿量 116
3．3．3 d3Δ态的微扰动力学 118
3．4 He2分子光谱与预解离动力学研究 123
3．4．1 He2分子研究背景 123
3．4．2 He2分子光谱结果和讨论 123
3．4．3 He2分子预解离理论分析 126
参考文献 127
第4章 瞬态双原子分子的高精度量化计算 132
4．1 双原子分子离子计算的基本原理 132
4．1．1 分子电子状态构造原理（?，S）、（J，J）耦合 132
4．1．2 双原子分子的电子态 133
4．1．3 从头计算方法简介 135
4．2 C-2的高精度光谱计算 137
4．2．1 C-2的从头计算过程 137
4．2．2 C-2的计算结果与讨论 139
4．3 CF-的理论计算 146
4．3．1 CF-的研究背景 146
4．3．2 CF-的从头计算过程 147
4．3．3 CF-的计算结果与分析 149
4．4 BD+的激光冷却理论研究 154
4．4．1 BD+的激光冷却研究背景与意义 154
4．4．2 BD+的从头计算过程 155
4．4．3 BD+的激光冷却研究过程模拟与结果 156
参考文献 162
第5章　基于多光程技术的高灵敏TDLAS技术及其应用 168
5．1　TDLAS技术基本原理 168
5．1．1　Lambert-Beer定律 168
5．1．2　分子吸收线型与线宽 169
5．1．3　TDLAS测量技术 172
5．2　新型Herroitt多光程池的设计 175
5．2．1　Herriott型长光程池设计理论 176
5．2．2　新型Herriott长光程模拟 177
5．2．3　螺旋式Herroitt多光程池 180
5．3　基于F-P腔的腔锁定吸收光谱技术 184
5．3．1　实验装置 184
5．3．2　控制原理 186
5．3．3　实验结果与讨论 187
5．4　光外差-Herriott型多光程吸收光谱技术 190
5．4．1　光外差光谱原理 190
5．4．2　光外差-Herriott多光程吸收光谱装置 191
5．4．3　结果分析与讨论 192
5．5　高灵敏度的CO和CO2光谱研究 193
5．5．1　CO和CO2光谱研究的意义 193
5．5．2　实验装置 194
5．5．3　CO的光谱测量与分析 196
5．5．4　基于双谱线的CO和CO2浓度测量 200
参考文献 204
第6章　发射光谱技术及其应用 208
6．1　超声分子束SO自由基放电光谱 208
6．1．1　超声分子束光谱测量系统 208
6．1．2　实验结果分析与讨论 209
6．2　基于LIBS光谱技术的合金痕量掺杂检测 211
6．2．1　LIBS实验测量系统 211
6．2．2　实验结果与讨论 215
6．3　辐射光谱测温应用 219
6．3．1　黑体辐射测温理论 220
6．3．2　辐射测温实验系统 222
6．3．3　实验结果与讨论 224
参考文献 227
第7章　基于Mie散射光谱的可吸入颗粒物检测仪 230
7．1　Mie散射的基本理论 231
7．2　消光法的数据处理方法 236
7．2．1　消光系数的计算过程 236
7．2．2　可吸入颗粒物浓度的计算 239
7．3　便携式多光程池的可吸入颗粒物检测装置 239
7．3．1　多光程可吸入颗粒物测量装置 239
7．3．2　实验结果与讨论 242
参考文献 249

前言/序言

光谱是研究光与物质之间相互作用的一门学科，人类得到的大部分原子分子结构信息都是基于光谱学的研究。因此，光谱学对原子分子物理学、化学、生物分子学的研究做出了突出的贡献。原子分子结构及其与环境的相互作用是通过电磁波辐射与物质相互作用产生的吸收和发射光谱获得的。由于激光具有单色性好、能量谱密度高、超高的时间和频率分辨性，所以，它的产生使光谱学发生革命性的变化。目前的高灵敏度光谱检测技术几乎无一缺少激光的“身影”。

随着人们对微观分子和宏观宇宙的不断探索和了解，观测到了大量分子光谱谱线，这些光谱信号需要在实验室中重现和确认，而实验室中所产生“特定分子”的效率很低，尤其是一些寿命短的自由基分子，传统的光谱技术探测较为困难。此外，在工业生产、环境测量及医学检测领域的一些关键测量对象的浓度也非常低。以环境中的主要温室气体之一的甲烷为例，其在大气中的本底约为2ppm（ppm，百万分之一），而其变化值只有几百ppb（ppb，十亿分之一），甚至更低。因此，检测这些痕量物质有着非常重要的意义，在相当多的场合中，高灵敏度激光光谱技术是必不可少的。

本书内容主要建立在著者及其科研团队所从事的高灵敏度激光光谱技术在痕量检测研究的理论、实验及工程应用研究的相关成果，以及近年来承担的相关科研项目和本科及研究生教学基础上，对激光光谱的检测技术进行归纳、分析和总结。

全书分为7章。第1章为高灵敏光谱理论，主要阐述玻尔原子理论、波函数和角动量理论及原子的外场效应，并简要介绍分子振动-转动光谱理论；第2章介绍了高灵敏激光光谱仪器，内容包括基本的光学元件、各种光谱仪、激光器的基本原理；第3章重点分析了自由基分子光谱及动力学，首先讨论了高灵敏度自由基分子光谱检测技术和双原子瞬态分子的光谱理论计算原理，然后具体介绍CS、CS+、He2等瞬态分子光谱结构和量子态之间的动力学相互作用；第4章主要阐述基于量化计算的光谱理论，计算了C2-、CF-分子的光谱特性并研究了BD+的激光冷却；第5章主要介绍了可调谐半导体二极管吸收光谱技术及其应用；第6章为发射光谱技术，内容包括射流束放电光谱、超声分子束光谱、激光烧蚀光谱技术及辐射光谱测温技术；第7章为散射光谱技术，内容包括Mie散射的基本原理、消光法的数据处理方法，以及便携式多光程池的可吸入颗粒物监测仪研制。

好的，这是一份关于另一本图书的详细简介，内容与《高灵敏光谱技术在痕量检测中的应用》无关： 书名：《现代城市交通规划与智能管理：可持续发展视角下的理论与实践》 图书简介 《现代城市交通规划与智能管理：可持续发展视角下的理论与实践》是一部全面深入探讨当前城市交通系统面临的挑战、前沿技术应用以及未来发展方向的专业著作。本书聚焦于如何在快速城市化进程中，构建一个既高效运行、又兼顾环境友好与社会公平的现代化交通体系。全书结构严谨，理论与实践相结合，旨在为城市规划师、交通工程师、政策制定者以及相关领域的研究人员提供一套系统的知识框架和可操作的解决方案。 第一部分：城市交通规划的演进与可持续性基础 本书首先回顾了城市交通规划的历史沿革，从以机动车为中心的传统模式，转向以人为本、多模式协同的现代理念。重点阐述了可持续交通的内涵，包括环境可持续性（减排降噪）、经济可持续性（效率提升与成本控制）和社会可持续性（公平可达性与安全性）。 交通需求管理的深化： 探讨了需求侧管理（TDM）策略的最新进展，例如拥堵收费、停车管理优化以及出行行为诱导机制。详细分析了不同社会经济群体对交通政策的反应模式，强调了制定包容性政策的重要性。 土地利用与交通的耦合规划： 深入剖析了职住平衡、TOD（以公共交通为导向的开发）模式的实施难点与成功案例。介绍了基于地理信息系统（GIS）的空间分析方法，用于评估土地开发强度对交通负荷的长期影响。 第二部分：智能交通系统（ITS）的前沿技术集成 本部分是本书的核心内容之一，详细介绍了新一代智能交通系统（ITS）的关键技术及其在城市交通管理中的实际应用。 大数据分析与交通预测： 阐述了如何利用移动通信数据、车辆定位数据和传感器网络数据构建城市交通“数字孪生”模型。重点介绍了深度学习模型在实时交通流预测、异常事件检测中的应用，包括卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）的优化策略。 车联网（V2X）技术与协同控制： 全面介绍了车对基础设施（V2I）、车对车（V2V）以及车对行人（V2P）通信技术。讨论了V2X在提升交叉口通行效率、实现队列行驶（Platooning）以及保障自动驾驶安全方面的技术瓶颈与突破。 智能信号控制系统： 比较了传统感应控制与基于强化学习（Reinforcement Learning, RL）的自适应信号控制策略。通过仿真实验数据，展示了RL模型在处理突发交通拥堵时的快速响应能力和全局优化效果。 第三部分：公共交通系统的优化与革新 高质量的公共交通是实现城市交通可持续性的基石。本章着重于提升公共交通的服务质量和运营效率。 快速公交系统（BRT）的设计与绩效评估： 探讨了BRT在不同城市规模和基础设施条件下的适用性，包括专用路权设计、站台布局优化以及票务集成方案。 需求响应式交通（DRT）： 分析了微循环交通和“最后一公里”问题的解决方案——DRT。介绍了如何利用算法优化动态拼车路径，实现资源的最优配置，特别是在非高峰时段的应用价值。 多模式换乘枢纽设计： 强调了无缝换乘的重要性。从人流导向、信息透明度、安全保障等多个维度，详细阐述了高效换乘枢纽的规划原则和设施配置标准。 第四部分：城市物流与货运交通的绿色化转型 城市物流配送效率直接影响市民生活质量和城市运行成本。本书专门辟出章节探讨绿色和智能的城市货运解决方案。 城市末端配送优化： 研究了无人机、自动驾驶配送车在特定区域的试点应用，并讨论了城市共同配送中心（CDC）的选址策略。 夜间配送与交通影响： 分析了推行夜间物流对缓解日间交通压力的潜力，以及相应的政策激励措施和噪声控制技术。 第五部分：交通安全、韧性与政策保障 交通安全是所有规划工作的重中之重。本部分关注如何构建零伤亡的交通环境，并提升城市交通系统应对突发事件的能力。 “零愿景”（Vision Zero）的实施路径： 详细解读了“零愿景”理念，并结合道路几何设计、交通工程措施和执法技术，探讨了如何系统性地消除致命性交通事故的风险点。 交通系统韧性（Resilience）： 讨论了如何通过冗余设计、快速恢复预案，使交通系统能够快速从自然灾害、恐怖袭击或大规模技术故障中恢复。分析了应急交通信息发布和疏散调度的关键技术。 政策框架与社会公平： 总结了成功实现交通转型的国际经验，强调了跨部门协作、公众参与和长期稳定的资金投入在交通政策落地中的决定性作用，特别是如何确保交通投资惠及所有社会群体，避免“数字鸿沟”或“出行贫困”的产生。 总结 《现代城市交通规划与智能管理》以其前瞻性、综合性和实践指导性，为读者提供了一套理解和塑造未来城市交通格局的工具箱。它不仅关注技术的先进性，更注重技术与城市发展目标——特别是可持续性——的深度融合，是城市交通领域不可多得的参考手册。

评分☆☆☆☆☆

最近在整理实验室的文献资料时，无意间翻到了这本《高灵敏光谱技术在痕量检测中的应用》。说实话，我当初购入这本书，更多的是出于对“痕量检测”这个热门研究方向的兴趣。我主要从事的是食品安全分析，很多农药残留、兽药残留、非法添加剂等等，其允许的限量标准都非常严格，这就对我们的检测技术提出了极高的要求。市面上关于光谱技术的书籍并不少，但很多都偏向于基础理论或者通用的介绍，真正能够深入到“高灵敏”的层面，并且与“痕量检测”这样具体应用场景紧密结合的，则相对较少。这本书的书名恰好戳中了我的需求点。我对其中可能涉及到的拉曼光谱、荧光光谱、原子吸收光谱等技术的最新发展，以及它们在如何提升检测灵敏度、降低检出限方面的具体策略充满了好奇。我希望这本书能够提供一些前沿的理论框架，更重要的是，能够展示一些成功案例和实用的实验方法，帮助我们理解如何将这些先进的光谱技术有效地应用到实际的食品安全检测中，从而为消费者提供更可靠的保障。

评分☆☆☆☆☆

对于任何从事分析化学领域工作的人来说，“灵敏度”和“痕量检测”无疑是两个永恒的追求。这本《高灵敏光谱技术在痕量检测中的应用》的书名，就精准地抓住了我最关心的问题。《高灵敏光谱技术》这四个字，仿佛一把钥匙，打开了通往更深层分析世界的大门。我一直认为，光谱技术在痕量检测方面有着巨大的潜力，但如何真正实现“高灵敏”，其中蕴含着大量的科学智慧和工程技巧。这本书的出现，让我看到了一个系统性地学习和理解这些技术契机的机会。我期待它能够详细阐述各种提高光谱灵敏度的策略，例如优化光源、改进探测器、设计更高效的样品富集方法，以及利用先进的数据处理算法来提取微弱信号。同时，我也希望书中能够包含一些具体的应用案例，比如在环境监测、生物医学、甚至地质勘探等领域，是如何运用这些高灵敏光谱技术来解决实际的痕量分析难题的，这将极大地拓展我的视野和技术储备。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚接触光谱分析的研究生，目前的研究课题涉及到一些生物样品中的微量成分分析。对于我这个新手来说，光谱技术本身就存在一定的学习曲线，更何况是“高灵敏”和“痕量检测”这样更具挑战性的领域。我的导师推荐了我这本《高灵敏光谱技术在痕量检测中的应用》。虽然我还没有深入研读，但粗略地翻阅了一下目录和前言，就感觉这本书的内容非常系统和全面。它似乎不仅仅停留在技术原理的介绍，更强调了实际的应用。我期待这本书能够帮助我理解不同类型的高灵敏光谱技术（比如原子光谱、分子光谱等）在处理低浓度样品时各自的优势和劣势，以及在样品前处理、仪器参数优化、数据处理等方面可能遇到的关键问题和解决方案。对于我而言，这本书的价值在于能够为我建立起一个清晰的知识框架，让我能够更好地理解和掌握这些复杂的分析技术，并将其有效地应用于我的科研课题中，克服在痕量检测过程中遇到的技术难题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就透露着一种严谨而前沿的学术气息，简洁的蓝白配色，配合着精致的图示，让人立刻感受到它所探讨的主题——“高灵敏光谱技术”。我是在一次学术会议的休息时间，偶然瞥见了旁边这位同行桌上的这本书，当时就被它的书名吸引住了。“痕量检测”这个词，本身就充满了挑战性，而“高灵敏光谱技术”则像是为解决这一难题而生的利器。我是一名环境监测领域的科研人员，日常工作中经常需要面对各种复杂的样品，其中很多关键指标的浓度都低至ppb甚至ppt级别。传统的检测方法在灵敏度和选择性上常常捉襟见肘，迫切需要新的技术手段来突破瓶颈。因此，当看到这本书时，我便立刻把它纳入了我的“必读清单”。虽然我还没有开始阅读，但从书名和整体感觉来看，我强烈预感这本书将为我提供关于最新光谱技术在痕量分析领域的深刻见解和实操指导，期待它能为我带来新的灵感和解决方案，帮助我应对工作中遇到的各种挑战，提升检测的精度和效率。

评分☆☆☆☆☆

最近在浏览一些行业论坛时，经常会看到关于“痕量检测”技术突破的讨论，特别是那些能够实现超低浓度物质识别和定量的方法。这让我对“高灵敏光谱技术”这个领域产生了浓厚的兴趣。《高灵敏光谱技术在痕量检测中的应用》这本书的书名，直接点明了我要寻找的主题。我是一名在材料科学领域工作的工程师，我们常常需要检测材料中微量的杂质或者痕量的功能性组分，这些微量成分往往对材料的性能有着至关重要的影响。我非常好奇，这本书是否会深入探讨诸如表面增强拉曼光谱 (SERS)、纳米荧光探针、激光诱导击穿光谱 (LIBS) 等技术，以及它们是如何通过巧妙的设计和优化，实现对极其微弱信号的捕捉。我希望这本书能够提供一些关于这些技术在材料分析方面的最新研究进展和应用实例，或许还能为我们改进现有的检测流程，开发出更灵敏、更高效的材料分析方法提供思路。