Оптические переходы, используемые в ААС

Оптические переходы, используемые в ААС, обычно осуществляются между основным состоянием (или состоянием близким к основному) и первым возбужденным уровнем (резонансные уровни). Заселенность различных уровней описывается законом Больцмана, который гласит, что заселенность пропорциональна экспоненте (-Е), где Еэнергия возбуждения рассматриваемого уровня. Следствием этого является быстрое убывание заселенности при увеличении Е. Другими словами, когда температура источника свободных атомов меньше 5000 К, большинство атомов находится в основном состоянии. Даже при высоких температурах из-за экспоненциальной заселенности возбужденных уровней большинство атомов остается в основном состоянии. Так как поглощение излучения пропорционально числу атомов в основном состоянии, становится понятным, почему ААС является эффективным методом. Кроме того, спектры поглощения намного более просты, чем спектры испускания. В противоположность атомно-эмиссионной спектрометрии вероятность спектральных помех из-за совпадения линий мала. Так, например, в случае алюминия наиболее часто используют линии Al 309,28 нм, Al 308,22 им, т. е. переход между подуровнями Зр и 3d, а также Al 396,15 нм и Al 394,40 нм, т. е. переход между подуровнями Зр и 4s. Атомы, возбужденные при поглощении излучения, вновь испускают эмиссионные линии не только той же длины волны, что и поглощенное излучение, но и других длин волн. Такая излучательная дезактивация носит название атомной флуоресценции. Когда наблюдают ту же длину волны, процесс называют резонансной флуоресценцией. Процесс флуоресценции фактически представляет собой комбинацию процессов поглощения и испускания. Флуоресцентные спектры обычно очень просты и накладываются на более сложные эмиссионные спектры, при этом флуоресцентные линии более интенсивны, чем эквивалентные эмиссионные линии. Когда используют интенсивный источник первичного излучения (например, лазер), атомно-флуоресцентная спектрометрия (АФС) может быть использована как аналитический метод. В этом случае источник первичного излучения располагают под углом к остальной оптической системе, чтобы детектор получал только флуоресцентный сигнал. Действительно, лазерно-индуцированная атомно-флуоресцентная спектрометрия является, по-видимому, одним из наиболее чувствительных аналитических методов. Однако, лазерно-индуцированная АФС не нашла воплощения в серийных приборах, что связано с трудностями использования лазеров в УФ-области спектра.