激光分析的原理

从阅读中休息一会儿，看看周围的环境。你可以清楚地看到固体物体，比如你的电脑,桌子和打印机．液体，你杯子里的苏打水和水在你的鱼缸里——是一样清晰可见的。即使是看起来不可见的物质，如气味和气流，也能被其他感官检测到。科学家们称所有这些“东西”事——是由分子或化合物组成的原子．分析化学家喜欢把分子分解成组成分子的原子，或者只知道什么分子或原子构成了一种特定的物质。

多年来，分析化学产生了几种工具和技术。其中一些工具和技术在本质上是定性的:它们识别存在于物质中的元素或化合物，也就是化学家们所说的分析物．其他技术是定量的:它们实际上测量了部分或全部分析物的数量。无论哪种情况，化学分析都需要用光刺激样品，电或者用强磁铁引起样品的变化，从而揭示其化学组成。

取质谱分析这是一种可靠的分析技术。假设生物学家想知道受污染的鱼体内含有什么毒素。她可以从鱼身上取一小块肌肉组织，用液体溶剂溶解。然后她可以将液体放入质谱计的储液器或入口。从那里，液体泄漏到一个离子室，在那里它被电子束轰击。这种轰击将样品中的原子和分子转化为带电粒子离子．生物学家利用电场或磁场根据离子的质量或电荷将其分离，从而揭示出鱼体内存在的特定毒素，如滴滴涕。

近年来，激光作为激发剂已成为化学分析中很有价值的工具。用于分析物质的各种激光技术大致可分为两类:光学和非光学检测方法。

例如，一种非光学激光分析技术实际上可以让科学家“听到”不同的元素。这是被称为脉冲激光造影它需要将激光对准样本。当样品从激光中吸收能量时，它就会升温并膨胀，从而产生声压波。一个压电换能器，可以将机械振动转换成电脉冲，聆听声波，并帮助化学家识别样品中的分子。

离子迁移谱,或IMS，是另一种非光学方法。在IMS中，首先是激光烧蚀，或切割样品表面的微小颗粒，然后再电离材料。通过激光对样品进行爆破而产生的离子被引入快速流动的气体流中。科学家们测量了离子在气流中移动的速度，这取决于离子的大小和形状。

称为基于光学检测方法的激光分析激光光谱学．光谱学包括刺激样品，然后分析结果光谱——发射或吸收的电磁辐射范围。光谱学作为一种分析工具是如此重要，值得我们进一步研究。在下一页，我们将进入光谱学的基础知识来理解每一种元素的电磁特征是如何像指纹．