Wiązka promieniowania -promieniowanie rozchodzące się w przestrzeni w określonym kącie bryłowym.

Promieniowanie monochromatyczne -wiązka promieniowania widma elektromagnetycznego o jednakowych kwantach energii.

Tło -absorbcja wszystkich nieznanych, lub znanych ale nie oznaczanych, składników próbki.

Widmo -uporządkowana zależność między moca promieniowania absorbowanego lub emitowanego i jego liczbą falową, długością promieniowania bądź częstością.

Widmo absorbcji -widmo, które powstaje w wyniku przejścia promieniowania przez ośrodek absorbujący.

Krzywa wzorcowa -wykres zależności pomiędzy mierzona wielkością (absorbcją, transmitancją) a stężeniem oznaczanej substancji.

Elektron walencyjny - elektron znajdujący się na ostatniej, najbardziej zewnętrznej powłoce atomu, która nazywana jest powłoką walencyjną. Liczba oraz poziomy energetyczne elektronów walencyjnych decydują w dużym stopniu o właściwościach atomów a tym samym i pierwiastków chemicznych.

Linie Fraunhofera są zestawem linii spektralnych. Linie te były pierwotnie obserwowane jako ciemne kształty w optycznym widmie Słońca. Angielski chemik William Hyde Wollaston był w 1802 roku pierwszą osobą, która zauważyła pewne ciemne struktury w widmie słonecznym. W 1814, Fraunhofer niezależnie odkrył te linie za pomocą pryzmatu i zaczął ich systematyczną analizę oraz dokładne mierzenie długości fali im odpowiadających. W sumie stwierdził istnienie ponad 570 linii i nazwał podstawowe linie literami od A do K, zaś słabsze pozostałymi.Gustav Kirchhoff i Robert Bunsen odkryli później, że każdy pierwiastek chemiczny jest związany z zestawem linii spektralnych i wydedukowali, że ciemne linie w widmie Słońca są wytwarzane przez pierwiastki, które znajdują się w wyższych warstwach Słońca. Ale niektóre z zaobserwowanych struktur były wynikiem absorpcji przez tlen cząsteczkowy w atmosferze ziemskiej.

Szerokość połówkowa - (ang. FWHM - Full Width at Half Maximum) - szerokość w połowie wysokości. Jest to wielkość liczbowa używana do opisu szerokości "wybrzuszeń" krzywej lub funkcji. Równa się ona odległości między dwoma punktami na krzywej w których funkcja przyjmuje połowę swojej maksymalnej wartości.

Widmo liniowe lub dyskretne - widmo emisyjne składające się z oddzielnych linii widmowych. Widmo takie jest typowe dla nieoddziałujących ze sobą atomów, czyli pierwiastków w stanie gazowym, jeżeli gaz ten pozostaje pod niezbyt dużym ciśnieniem. Dlatego widmo tego typu nazywane jest również widmem atomowym. Układ linii widmowych zależy od układu poziomów energetycznych elektronów w atomie, który jest różny dla atomów różnych pierwiastków. Z tego powodu również układ linii widmowych jest niepowtarzalny i charakterystyczny dla danego pierwiastka. Dzięki temu analiza widmowa światła pochodzącego nawet z bardzo odległych źródeł pozwala na identyfikację pierwiastków wchodzących w skład świecącego gazu.

Promieniowanie elektromagnetyczne (fala elektromagnetyczna) - rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektromagnetycznego. Składowa elektryczna i magnetyczna fali indukują się wzajemnie - zmieniające się pole elektryczne wytwarza zmieniające się pole magnetyczne, a z kolei zmieniające się pole magnetyczne wytwarza zmienne pole elektryczne. Właściwości fal elektromagnetycznych zależą od długości fali. Promieniowaniem elektromagnetycznym o różnej długości fali są fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma.

Spektroskopia to dziedzina nauki, która obejmuje metody badania materii przy użyciu promieniowania elektromagnetycznego, które może być w danym układzie wytworzone (emisja) lub może z tym układem oddziaływać (adsorbcja).

Spektrometria zajmuje się rejestracją i pomiarami efektów wytwarzania bądź oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z badaną materią.

Za podstawę podziału spektroskopii przyjmuje się następujące trzy kryteria:

1. forma wymiany energii miedzy promieniowaniem i materią,

• zwiększenie energii układu w wyniku pochłaniania promieniowania -spektroskopia absorpcyjna

• oddanie części energii przez układ drogą emisji promieniowania - spektroskopia emisyjna

2. właściwości składników materii, dotyczą istoty badanych przemian zachodzących w składnikach materii,

• spektroskopię jądrową,

• spektroskopię atomową,

• spektroskopię cząsteczkową,

3. podstawę podziału wg. zakresu promieniowania stanowi wielkość fotonu, który jest pochłaniany lub emitowany, a tym samym obszar w którym jest zawarte badane widmo:

• spektroskopię rentgenowską,

• spektroskopię optyczną,

• radiospektroskopię: mikro, krótko i długofalową,

Stan podstawowy -stan atomu charakteryzujący się najmniejszą energią dla podstawowej konfiguracji elektronów,

Stan wzbudzony -dostarczenie do atomu odpowiedniej charakterystycznej dla niego energii powoduje przeniesienie elektronu walencyjnego do poziomu o wyższej energii.

Metody analityczne oparte na spektroskopii atomowej obejmują trzy różne techniki analityczne:

1. emisję atomową -wzbudzenie atomów poprzez dostarczenie im energii termicznej (płomień, łuk elektryczny, plazma) -pomiar emisji (długości i intensywności) promieniowania,

2. absorpcję atomową -atomy będące w stanie podstawowym są wzbudzane wiązką promieniowania o odpowiadającej im energii -pomiar (zmiany intensywności wiązki I₀) absorpcji,

3. fluoroscencję atomową -wzbudzenie jak w absorpcji atomowej, pomiar sygnału jak emisji atomowej,

OGÓLNA BUDOWA SPEKTROMETRU ABSORPCJI ATOMOWEJ

1. Źródło promieniowania, lampy emitujące wąskie linie atomowe oznaczanego pierwiastka

• lampy z katoda wnękową jedno i wielopierwiastkowe

• bezelektrodowe lampy wyładowcze z generatorem częstości radiowej

2. Modulator, pozwala wyeliminować promieniowanie emitowane przez atomizer

3. Atomizer, wytworzenie odpowiedniej ilości atomów w stanie podstawowym poprzez dostarczenie im energii termicznej

• atomizery płomieniowe, rozpylacz, komora mieszania, głowica palnika

• atomizery bezpłomieniowe, piece grafitowe ogrzewane prądem elektrycznym

4. Monochromator -służy do wyodrębnienia wybranego pasma o odpowiedniej długości fali z wiązki promieniowania emitowanego przez lampę i atomizer

5. Detektor, urządzenie (zwykle fotopowielacz) służące do zamiany energii elektromagnetycznej (promieniowania) na energię elektryczną (prąd) proporcjonalną do intensywności promieniowania

6. Inne jak: soczewki, zwierciadła, układy elektroniczne, zliczające, uśredniające i rejestrujące

Układy optyczne:

• układy jednowiązkowe,

• układy dwuwiązkowe

PROCESY ZACHODZACE W ATOMIZERZE

1. rozpylenie

2. desolwatacja

3. topnienie

4. parowanie

5. atomizacja

6. wzbudzenie

7. jonizacja

INTERFERENCJE

Konsekwencją prowadzenia pomiarów bez korekcji lub/i kompensacji interferencji są błędne wyniki pomiarów zawartości analitu w próbce.

• interferencje spektralne -absorpcja promieniowania przez obecne w próbce składniki inne niż oznaczany pierwiastek

• interferencje spektralne -związane z nieodtwarzalnymi procesami tworzenia wolnych atomów analitu w stanie podstawowym (zbyt niska lub zbyt wysoka temperatura atomizacji, jonizacja, powstawanie trudnodysocjujących związków chemicznych, itp.)

• interferencje fizyczne, -wywołane różnymi właściwościami próbki (lepkość, gęstość, obecność sp-a)

Plazmę termiczną tworzą neutralne i wzbudzone molekuły, atomy, elektrony i jony, będące w lokalnej równowadze termodynamicznej. Jej temperatura może osiągać nawet 100 mln °C przy 100% jonizacji atomów tworzących gaz roboczy (reakcje termojądrowe).

Nebulizacja - rodzaj zabiegu medycznego. Polega na podawaniu pacjentowi płynnych leków w postaci rozpylonej mgły (aerozolu) metodą inhalacji poprzez usta, rurkę intubacyjną lub przez otwór tracheotomijny - bezpośrednio do oskrzeli i płuc. Służy do tego nebulizator. Zaletą stosowania tej metody jest przyspieszenie działania leku oraz zmniejszenie wielkości dawki podawanego leku, co pozwala ograniczać możliwe niekorzystne efekty uboczne terapii. Nebulizatory rozpylają lek do postaci aerozolu zawierającego krople o odpowiedniej wielkości, zależnej od zastosowanej w nim dyszy rozpylającej. Środkiem do rozpylania leku za pomocą nebulizatora jest sprężone powietrze lub sprężony, czysty tlen.

Atomizer płomieniowy

Atomizacja w płomieniu (F-AAS) dotyczy wyłącznie ciekłych próbek. Roztwór jest zasysany do palnika o specjalnej konstrukcji, w którym zostaje rozpylony do postaci aerozolu o drobnych kroplach. Do palnika doprowadza się również gaz (najczęściej mieszankę acetylenu i powietrza). Sole metalu zawarte w próbce w wysokiej temperaturze płomienia ulegają rozpadowi i uwalniają wolne atomy metalu. Atomizacja w płomieniu zapewnia dobrą odtwarzalność, jednak wymaga dużych ilości próbki i charakteryzuje się najniższą czułością ze wszystkich metod atomizacji (rzędu ppb). Wadą są również procesy zachodzące równolegle z atomizacją, takie jak jonizacja czy wzbudzenie.

Atomizery elektrotermiczne

Do atomizerów eletrotermicznych (ET-AAS) należą: kuweta grafitowa i piece grafitowe (GF-AAS). Atomizacja w tego typu atomizerach polega na kontrolowanym ogrzewaniu próbki w kilku etapach:

1. suszenie w temp. 20-250 °C przez 30-60 s

2. spopielenie próbki w temp. 250-750 °C

3. atomizacja w temp. 750-3500 °C w ciągu 1-2 s

Do elektrotermicznych sposobów atomizacji opracowano kilka znaczących modyfikacji, takich jak np. kuweta grafitowa z platformą Lvowa. Zaletą atomizerów elektrotermicznych są niskie granice detekcji (rzędu setnych i tysięcznych części ppb) i możliwość analizowania próbek stałych.

Atomizery wodorkowe (zimnych par)

Zasada działania atomizerów wodorkowych (HG-AAS) polega na wytworzeniu lotnych wodorków, które po przeprowadzeniu do ogrzewanej kuwety ulegają rozpadowi z uwolnieniem wolnych atomów analizowanego pierwiastka.

Modulator - układ elektroniczny lub optoelektroniczny, który realizuje proces modulacji. Modulator jest urządzeniem o dwóch wejściach: jedno dla sygnału, który nazywa się sygnałem nośnym lub falą nośną (najczęściej, choć niekoniecznie jest to sygnał o wielkiej częstotliwości) oraz drugie wejście dla sygnału modulującego (najczęściej sygnału malej częstotliwości), który bywa również nazywany sygnałem informacyjnym. Na wyjściu modulatora pojawia się sygnał zmodulowany.

W zależności od funkcji (rodzaju modulacji) można wyróżnić:

• modulator amplitudy

• modulator częstotliwości

• modulator fazy

• modulator szerokości impulsów

• modulator położenia impulsów

• modulator kluczujący

---