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第一篇 导论及光谱/质谱法3

第一章 分析仪器导论3

1-1前言3

1-2分析仪器设计原理4

1-2-1数据域4

1-2-2转换器6

1-3类比（A）/数位（D）讯号转换10

1-4分析仪器基本架构10

1-5微电脑基本结构11

1-6二进位及十六进位18

第二章 光谱法导论21

2-1电磁波及光波简介21

2-2电磁波/物质作用及相关光谱法25

2-2-1光吸收—分子/原子吸收光谱法25

2-2-2光发射—分子/原子发射光谱法27

2-2-3萤光/磷光及化学发光—萤光/磷光/化学发光光谱法28

2-2-4光绕射—绕射光谱法29

2-2-5光折射及反射—折射/反射光谱法30

2-2-6光散射—散射光谱法32

2-2-7核子及电子共振及其光谱法33

2-2-8分子振动和转动及其光谱法34

2-3光谱分析仪器基本结构36

第三章 紫外线/可见光光谱法43

3-1光谱法分析原理43

3-1-1物质吸光原理44

3-1-2比尔定律48

3-1-3分子结构对吸光之影响51

3-2仪器结构54

3-2-1仪器基本结构54

3-2-2光源58

3-2-3单光器59

3-2-4侦测器64

3-2-5固体紫外线/可见光光谱仪68

3-3光谱法应用71

3-3-1生化医学分析71

3-3-2毒品药物73

3-3-3材料分析（奈米晶体/碳六十）74

3-3-4环境或商品污染物分析（NO2/CH3OH）75

3-3-5金属错合物分析及光谱滴定-Job method法77

第四章 红外线光谱法81

4-1红外线光谱法原理81

4-1-1分子中原子间振动82

4-1-2分子振动能量及频率（Vibrational Energy/Frequency）83

4-2分散式红外线吸收光谱仪86

4-2-1分散式红外线吸收光谱仪及应用87

4-2-2红外线光源88

4-2-3样品槽（Sample Cell）89

4-2-4红外线侦测器90

4-3非分散式红外线光谱仪及应用93

4-3-1傅立叶转换红外线光谱仪及应用93

4-3-2其他非分散式红外线光谱仪（CO/有机NDIR）95

4-4反射式及全反射红外线光谱仪及应用99

第五章 拉曼光谱法101

5-1拉曼效应及拉曼光谱法原理101

5-2仪器基本结构104

5-3拉曼光谱105

5-4傅立叶转换拉曼（FT- Raman）光谱仪109

5-5雷射光源110

第六章 分子萤光、磷光及化学发光光谱法115

6-1分子萤光及磷光光谱法原理116

6-2萤光光谱仪结构120

6-3萤光物质及萤光量子产率（Quantum yield）122

6-4萤光光谱法在化学分析应用125

6-5磷光光谱仪结构129

6-6化学发光光谱法131

第七章 原子光谱法135

7-1原子光谱法简介135

7-2原子吸收光谱法144

7-2-1仪器结构144

7-2-2火焰/雾化室145

7-2-3非火焰原子吸收光谱法148

7-2-4光源151

7-2-5背景校正155

7-2-6离子化、分子及其他杂讯干扰159

7-3原子发射光谱法162

7-3-1仪器结构163

7-3-2火焰发射光谱法164

7-3-3电弧发射光谱法166

7-3-4电花发射光谱法167

7-3-5感应耦合电浆发射光谱法168

7-3-6直流电浆发射光谱法170

7-4原子萤光光谱法171

7-5原子光谱法之应用174

第八章 核磁共振谱法175

8-1核磁共振谱法原理175

8-2傅立叶转换核磁共振仪（FTNMR）180

8-3化学迁移184

8-4弛缓时间191

8-5固态核磁共振法195

8-6核子奥佛豪瑟效应及迁移试剂198

8-6-1核子奥佛豪瑟效应199

8-6-2迁移试剂200

8-7磁共振造影技术201

8-8二维核磁共振法204

第九章 电子自旋共振谱法209

9-1电子自旋共振法原理209

9-2电子自旋共振仪之仪器结构212

9-3电子自旋共振法之应用215

第十章 X光光谱法219

10-1 X光及X光光谱法简介220

10-1-1 X光源221

10-1-2 X光侦测器224

10-1-3 X光光谱法简介230

10-2 X光吸收光谱法232

10-3 X光萤光谱法（XRF）237

10-4 X光绕射光谱法240

10-5 （X光）电脑断层扫瞄摄影医学诊断分析法246

第十一章 质谱法249

11-1质谱分析原理及仪器基本结构250

11-2 质谱仪离子化源253

11-2-1电子撞击离子化源253

11-2-2化学离子化源255

11-2-3场游离法及场脱附257

11-2-4电洒及热洒游离法（ESI/TSI）259

11-2-5 Laser源及MALDI技术261

11-2-6热离子化源（TI）263

11-2-7离子源（Ion source）及二次离子质谱仪（SIMS）264

11-2-8快速原子撞击（FAB ）离子化源266

11-2-9电花源及电花源质谱仪267

11-2-10电浆源及感应耦合电浆质谱仪269

11-3 加速电场及介稳离子270

11-4质量分析器272

11-4-1磁场分析器272

11-4-2电场/磁场双聚焦分析器274

11-4-3四极柱分析器275

11-4-4飞行时间式（TOF）分析器279

11-4-5离子阱及离子回旋共振280

11-4-6傅立叶转换质谱仪（FTMS ）分析器282

11-5离子侦测器284

11-6同位素质谱求化合物分子式法287

11-7 串联质谱法简介291

第二篇 层析分析法299

第十二章 层析导论299

12-1层析法简介300

12-1-1层析法基本原理及种类300

12-1-2层析仪基本结构304

12-2层析管柱效率305

12-2-1分配系数305

12-2-2理论板高（HETP）及理论板数（N）308

12-2-3解析度（R）311

12-3范第姆特方程式（Van Deemter equation）313

12-4斯奈德方程式（Snyder equation）317

第十三章 气相层析法319

13-1气相层析仪器结构及分离管柱320

13-2 气相层析侦测器324

13-2-1热导侦测器（TCD）325

13-2-2火焰游离侦测器（FID）及鹼金属盐火焰游离侦测器AFI326

13-2-3电子捕获侦测器（ECD）328

13-2-4火焰光度侦测器（FPD）329

13-2-5气体密度侦测器330

13-3 Kovats Index气相层析分析法331

13-4热解气相层析法333

13-5无机金属气相层析法334

13-6 串联气相层析法335

第十四章 液相层析/超临界流体层析法339

14-1高效能液相层析法（HPLC）339

14-1-1 HPLC法原理及仪器结构340

14-1-2高压泵及样品注入器342

14-1-3 HPLC分离管柱及固定相材料343

14-1-4 HPLC侦测器及LC/MS346

14-2离子层析法351

14-3毛细管电泳法356

14-4凝胶渗透层析法（GPC）361

14-5流动注入分析法（FIA）367

14-6高效能薄层层析法（High Performance TLC）368

14-7其他液相层析法371

14-7-1亲和层析法371

14-7-2逆流层析法372

14-7-3流体动力层析法373

14-8超临界流体层析及萃取法375

第三篇 微电脑界面仪器分析应用381

第十五章 微电脑界面（一）-逻辑闸、运用放大器及类比/数位转换器381

15-1逻辑闸382

15-1-1逻辑闸AND、NAND、OR、NOR及NOT382

15-1-2逻辑闸FOR or XOR及ENOR or XNOR386

15-1-3布林定律388

15-2 运算放大器390

15-2-1运算放大器特性、种类与放大原理390

15-2-2运算放大器（OPA）应用393

15-3 类比-数位转换器401

15-3-1数位/类比转换器（DAC）401

15-3-2类比/数位转换器（ADC）404

15-3-3类比-数位转换器应用410

第十六章 微电脑界面（二）-计数器、输出/输入元件及单晶微电脑413

16-1输出/输入晶片414

16-1-1 PPI8255/8155晶片414

16-1-2 PIA 6821晶片417

16-1-3解码器420

16-1-4继电器422

16-2振荡器及计数器425

16-2-1振荡器425

16-2-2计数器428

16-3单晶微电脑430

16-3-1单晶微电脑MCS-48及51系列432

16-3-2单晶微电脑PIC-16C7x及16F8x系列434

16-3-3单晶微电脑执行程式及烧录436

16-3-4单晶微电脑之应用438

16-4串列/并列传送组件439

16-4-1串列传送元件RS232440

16-4-2并列传送元件IEEE488442

第十七章 微电脑界面（三）-半导体、二极体/电晶体及滤波器443

17-1半导体简介443

17-1-1半导体特性444

17-1-2半导体分类447

17-1-3半导体矽晶圆规格449

17-2二极体450

17-2-1二极体基本结构及特性450

17-2-2功能性二极体453

17-2-3二极体组成之仪器元件458

17-3电晶体及其应用462

17-4诱电性液晶显示器及记忆体465

17-5 RC/LR线路467

17-5-1 RC线路468

17-5-2电感器及LR线路476

17-6仪器杂讯及处理479

17-6-1仪器讯号/杂讯比（S/N ）、灵敏度及侦测下限479

17-6-2仪器杂讯来源481

17-6-3仪器杂讯处理483

第四篇 电化学分析法489

第十八章 电化学法导论及电位分析法489

18-1电化学分析法导论489

18-1-1电化学分析法种类及法拉第法/非法拉第法490

18-1-2电化学物质之扩散、迁移及对流492

18-1-3电双层及扩散层494

18-2电位法之电位及电极简介495

18-2-1电化学电池电位495

18-2-2能斯特方程式（Nernst Equation）及电极电位496

18-2-3参考电极499

18-3 电位法之指示电极501

18-3-1金属指示电极502

18-3-2 pH电极及离子选择性电极503

18-3-3电位式气体感应电极514

18-3-4电位式酵素电极516

18-4电位滴定法519

18-5电位法测定化合物分解及形成反应平衡常数（Ksp ’ Ka，Kf）522

第十九章 电化学伏安电流分析法525

19-1伏安电流分析法简介526

19-2极谱法527

19-2-1极谱仪基本结构及原理528

19-2-2线性扫瞄极谱法532

19-2-3脉冲/微分脉冲极谱法533

19-2-4方波伏安法/极谱法534

19-3循环伏安法（CV）535

19-4剥除伏安法538

19-5液动式伏安法及其应用540

19-5-1伏安氧电极（Voltammetric O2 Electrode） 测氧法540

19-5-2伏安酵素电极生化测定法542

19-5-3伏安电流滴定法544

19-5-4旋转圆盘电极伏安法545

19-6伏安电流式气体侦测器548

第二十章 电重量/电量/电导性分析法551

20-1电重量分析法551

20-2电解分离分析法555

20-3库仑电量分析法556

20-3-1定电压式库仑电量分析法557

20-3-2定电流式库仑电量法558

20-3-3库仑电量滴定法559

20-3-4库仑电量式气体侦测器560

20-4电导性分析法562

20-4-1电导及测定仪器562

20-4-2电导滴定法565

20-4-3导电式半导体气体侦测器566

第五篇 电子/原子显微镜表面分析法571

第二十一章 电子显微镜/能谱仪表面分析法571

21-1电子显微镜/能谱仪导论572

21-1-1电子显微镜/能谱仪种类572

21-1-2电子源574

21-1-3真空系统576

21-1-4电子侦测器579

21-1-5电子显微镜之解析度581

21-2扫瞄式电子显微镜（SEM）583

21-3穿透式电子显微镜（TEM）586

21-4化学分析电子能谱仪（ESCA）或X光光电子能谱仪（XPS）589

21-5欧杰电子能谱仪（AES）597

21-6电子探针微分析仪（EPMA ）/电子激发X射线能量分散能谱仪（EE-EDS ）603

21-7电子绕射仪608

21-8电子能量损失谱仪（EELS）612

第二十二章 原子尺度扫瞄式探针显微镜法及表面分析法617

22-1原子尺度扫瞄式探针显微镜法及表面分析法导论618

22-2接触式扫瞄显微镜622

22-2-1扫描穿隧显微镜法（STM）622

22-2-2原子力显微镜法（AFM）626

22-2-3化学力/摩擦力显微镜法（CFM/FFM）-接触型扫瞄作用力显微镜法（C-SFM）632

22-3非接触式扫瞄作用力显微镜法（NC-SFM）-磁力/静电力显微镜法（MFM/EFM））635

22-4扫瞄近场显微镜法（SNFM）637

22-5离子显微镜及相关技术643

22-5-1场离子显微镜（FIM）643

22-5-2氦离子显微镜（HIM）644

22-5-3聚焦离子束（FIB）技术646

22-5-4拉塞福反向散射谱法（RBS）649

第六篇 放射及生化/环境分析法655

第二十三章 放射化学分析法655

23-1放射性同位素的放射线与活性656

23-2放射线及中子侦测法661

23-3核反应及核子反应炉666

23-4中子化学分析法673

23-4-1中子活化分析法（NAA）674

23-4-2中子绕射分析法676

23-5放射性同位素在化学分析应用678

23-5-1同位素稀释分析法678

23-5-2同位素定年法680

23-5-3放射线免疫分析法683

23-6放射性同位素在医学诊断/治疗应用685

23-6-1放射性核子扫瞄造影术685

23-6-2放射性核子（Co-60，P-32/Y-90/I-131）医学治疗法692

第二十四章 环境污染物分析法697

24-1空气污染及污染物分析698

24-1-1一氧化碳（CO）污染及侦测法699

24-1-2二氧化氮/一氧化氮污染及侦测702

24-1-3二氧化硫（SO2）污染及侦测法709

24-1-4二氧化碳（CO2）污染及侦测法713

24-1-5空气中有机物污染物及侦测法715

24-1-6空气中粒状污染物及侦测法723

24-2水污染及污染物分析724

24-2-1重金属/阴离子污染及侦测法724

24-2-2水中有机污染物及侦测法732

24-3绝缘油中多氯联苯（PCB）污染及侦测法736

24-4土壤中农药污染及侦测法738

第二十五章 化学/生化感测器741

25-1化学/生化感测器概论742

25-2压电晶体感测器（PZ）743

25-3表面声波感测器（SAW）751

25-4电化学感测器759

25-5半导体感测器763

25-6光学感测器-ATR及SPR技术766

25-6-1衰减全反射感测器（ATR）766

25-6-2表面电浆共振（SPR）感测器768

25-7生化感测器771

25-8热/温度感测器774

第二十六章 微机电与化学/生化晶片化学分析法781

26-1微机电系统/实验室晶片简介782

26-1-1微机电系统（MEMS）782

26-1-2实验室晶片（LOC）783

26-1-3微机电技术（MEMS Technique）784

26-1-4奈米机电技术（NEMS）786

26-2微影技术787

26-2-1曝光和显影787

26-2-2光阻剂、显影剂及光罩788

26-2-3曝光源和微影灵敏度792

26-3蚀刻技术794

26-4沉积技术800

26-4-1物理蒸镀沉积技术801

26-4-2化学蒸镀技术804

26-4-3电化学沉积807

26-4-4离子布植及离子镀膜法809

26-5化学晶片811

26-5-1毛细管电泳微晶片811

26-5-2电化学微感测器晶片813

26-5-3微光学系统晶片814

26-5-4微气体层析系统晶片（μ-GC Chip）815

26-6生物晶片816

26-6-1基因晶片816

26-6-2生化感测器晶片818

26-6-3蛋白质晶片821

26-6-4聚合酶连锁反应微晶片823

第二十七章 热分析法825

27-1热重分析法（TGA）826

27-2热差分析法（DTA）829

27-3微差扫描热量法（DSC）830

参考文献835

索引869