Handbook of Stable Isotope Analytical Techniques pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Groot, Pier A. de 編

出品人:

頁數:1258

译者:

出版時間:2005-1

價格:$ 263.29

裝幀:HRD

isbn號碼:9780444511140

叢書系列:

圖書標籤:

• 穩定同位素
• 同位素分析
• 分析技術
• 地球化學
• 生物地球化學
• 環境科學
• 化學
• 同位素比率
• 質譜
• 示蹤技術

跨越物質界限：現代光譜學與材料錶徵的深度探索 叢書導言 本書係“先進材料分析與結構解析前沿”係列叢書中的重要一冊，旨在為高年級本科生、研究生以及科研人員提供一套全麵且深入的現代光譜學技術及其在復雜材料體係中應用的理論基礎與實踐指導。在當代科學研究中，對物質結構、組分分布以及動態過程的精確無損或微損錶徵能力，直接決定瞭研究成果的深度和可靠性。本冊聚焦於幾種在物理化學、材料科學、生命科學等交叉領域占據核心地位的光譜分析技術，力求在夯實基礎理論的同時，強調其實際操作中的關鍵考量與數據解讀的復雜性。 第一部分：基礎理論與技術框架 第一章：電磁波譜與物質相互作用的量子力學基礎 本章首先迴顧瞭量子力學在描述原子、分子能級躍遷中的核心地位。重點闡述瞭不同能量範圍的電磁波（從射頻到X射綫）與物質相互作用的物理機製。深入探討瞭吸收、發射、散射、熒光等基本光譜過程的概率理論，包括偶極子近似的適用性及其局限性。特彆關注瞭光子能量與電子能級、振動能級、轉動能級之間的精確對應關係，為後續章節介紹的具體技術建立堅實的理論支柱。 第二章：光譜儀器的設計原理與性能評估 本章詳細剖析瞭現代高分辨率光譜儀的通用組件：光源（如激光器、連續光源）、樣品環境控製係統、色散元件（如光柵、棱鏡）、探測器陣列（如CCD、PMT）以及數據采集與處理係統。著重討論瞭影響光譜質量的關鍵參數，如光譜分辨率、信噪比（SNR）、靈敏度與動態範圍。對不同應用場景下（如微區分析、高壓低溫測試）儀器的定製化設計進行瞭案例分析。 第二部分：結構解析的基石技術 第三章：高分辨率拉曼散射光譜學：振動指紋的解析 本章全麵覆蓋瞭拉曼散射光譜學的理論基礎，從分子極化率的概念齣發，推導瞭拉曼散射截麵。重點解析瞭SERS（錶麵增強拉曼散射）的機理，包括電磁增強和化學增強機製，並討論瞭納米結構化錶麵製備對增強效果的顯著影響。技術應用部分，詳細介紹瞭： 1. 振動模式指認： 如何利用對稱性原理和已發錶數據對復雜分子或晶體結構的振動模式進行歸屬。 2. 應力與形變分析： 拉曼峰的頻移與峰寬變化在半導體薄膜、高分子材料中的應力場成像中的應用。 3. 非綫性拉曼效應： 涉及超拉曼散射和共振拉曼散射在探測量子限製體係中的應用潛力。 第十四章：原子/分子熒光與磷光光譜：電子態的探針 本章聚焦於電子能級躍遷所産生的發射光譜技術。內容涵蓋瞭： 1. 激發態動力學： 討論瞭激發態壽命、量子産率的測量方法，以及通過時間分辨熒光光譜（TRFS）研究分子弛豫過程。 2. 環境敏感性： 溶劑極性、粘度、pH值如何影響熒光發射波長和壽命的原理（溶劑化效應、斯托剋斯偏移）。 3. 固態材料的延遲熒光（TADF）： 重點探討瞭熱激活延遲熒光在高效有機發光二極管（OLED）中的重要性及機理模型。 第三部分：錶麵與界麵分析的進階方法 第五章：X射綫光電子能譜學（XPS）：錶麵元素態與化學環境的映射 XPS作為一種高靈敏度的錶麵分析技術，在本章中被係統闡述。 1. 光電子動能與結閤能的關係： 詳細推導瞭光電效應方程，並討論瞭儀器函數對結閤能測量的影響。 2. 化學位移解析： 深入分析瞭不同化學環境（氧化態、配位數、鄰近原子電負性）如何引起核心能級峰的係統性漂移，並提供瞭多元素體係的解析流程。 3. 峰形分析與修飾： 討論瞭俄歇峰的引入、衛星峰的識彆，以及在分析復雜氧化物和催化劑錶麵時如何有效分離重疊峰。 第六章：二次離子質譜（SIMS）的深度剖析能力 本章著重於高空間分辨率和超高靈敏度的SIMS技術。 1. 濺射過程的物理模型： 討論瞭初級離子束（如Ga+, Cs+, O2+）與樣品相互作用的級聯碰撞模型，以及次級離子産額的矩陣效應。 2. 動態SIMS與成像SIMS： 側重於深度剖析（Depth Profiling）在薄膜層間界麵研究中的應用，以及通過聚焦離子束實現二維/三維成像的技術瓶頸。 3. 高精度同位素分析的應用： 探討瞭SIMS在追蹤微量元素在生物體或地質樣品中的遷移路徑時的優勢。 第四部分：數據處理與高級應用案例 第七章：光譜數據處理與定量分析策略 本章是連接實驗與結果的關鍵部分。內容涵蓋瞭從原始數據到物理化學信息的轉化過程： 1. 基綫校正與去捲積： 介紹瞭傅裏葉變換濾波、多項式擬閤在基綫校正中的應用，以及使用Voigt/Lorentzian函數對重疊峰進行擬閤解耦的方法。 2. 主成分分析（PCA）與多變量數據處理： 闡述瞭如何利用化學計量學方法從高維光譜數據集中提取關鍵特徵，識彆樣品批次差異或混閤組分。 3. 定量分析的校準模型： 比較瞭基於標準麯綫的外部校準法與內部標準法的適用性，以及在復雜體係中處理矩陣效應的策略。 第八章：多模態光譜聯用技術及其前沿案例 本章展示瞭不同光譜技術的互補性。通過具體的科研案例，展示瞭如何將本叢書介紹的多種技術（如拉曼與XPS）結閤，實現對同一材料體係更全麵的理解： 1. 催化劑的原位/非原位錶徵： 使用IR/拉曼監測反應活性物種，結閤XPS確定催化劑的氧化還原態變化。 2. 聚閤物復閤材料的相分離研究： 利用熒光探針追蹤特定組分的微環境，並結閤動態力學分析（DMA）驗證宏觀性能。 3. 生物礦化過程的分子標記： 結閤共聚焦顯微拉曼成像技術，追蹤鈣化組織中蛋白質和礦物晶體的空間排列。 結語 本書的撰寫目標是構建一個知識網絡，使讀者不僅掌握單一技術的操作流程，更能理解不同光譜學方法背後的物理本質及其相互間的內在聯係。我們期望，通過對這些先進錶徵工具的深入學習和審慎應用，讀者能夠剋服實驗中的分析瓶頸，推動各自領域的前沿研究。

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