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仪器分析习极速快三投注平台app题答案
发布时间:2019-10-09 18:56

  仪器分析习极速快三投注平台app题答案第一章 距离测量与直线定向 主要内容 ? 量距的工具 ? 直线丈量 ? 钢尺量距成果的整理 ? 钢尺量距的误差来源 ? 电磁波测距 ? 直线定向 第一章 距离测量与直线定向 学习重点 ? 学会钢尺测距的一般方法和钢尺量距的 精密方法,并能完成计算。 ?了解钢尺比长及尺长方程式; ?了解光电测距仪原理及使用方法。 ? 掌握罗盘仪测定磁方位角的方法,理解 几种方位角之间的关系,搞清楚坐标方位 角、象限角和正、反方位角。 ? 距离——两点的铅垂线投影到水平面的直 线长度。 (如果倾 斜距离,须改算为水平距离。) ? 按照所用仪器、工具的不同,测量距离的 方法为: ? 有钢尺直接量距(本次重点讲解普通钢尺量距) ? 电磁破测距 ? 视距法测距等。 1 量距的工具 1.1 丈量距离所用尺子 (1)钢尺 盒式 钢尺的基本分划为厘米,在每 米及每分米处有数字注记。 手柄式 由于尺的零点位置的不同, 有端点尺和刻线尺的区别。 端点尺 刻线 丈量距离所用尺子 (2)因瓦尺(因钢尺) 由铁、镍及少量猛、硅、碳等合金制成。热膨胀 系数仅为普通钢尺的1/30-1/60,温度对之影响较小。 但其昂贵,仅限用于精密量测以及检定普通钢尺。 (3)皮尺 用麻线织成,长度和刻线均与普 通钢尺相似。 皮尺特点:轻、方便,多用于精 度要求不高的距离丈量。 1 量距的工具 1.1 丈量距离所用尺子 (4)玻璃纤维卷尺 精度等方面优于钢尺。 (5)测绳 比精度低,适用于低精度 勘测工作。 1 量距的工具 1.2 钢尺量距的常用附件 丈量距离的工具,除钢尺外,还有标杆、测钎和垂球 等。 (1)标干(花杆) 标杆长2-3m,直径3-4cm,杆上涂 以20cm间隔的红、白漆,以便远 处清晰可见,用于标定直线)测钎 用于标定尺端在地面上的位置。一 组为6根或ll根。 1 量距的工具 1.2 钢尺量距的常用附件 (3)垂球 用来投点。在不平坦地区要用垂球来确定尺端在地 面的位置或地面点在尺上的读数。 (4)温度计 用于计量测量距离时的温度,以便根据尺长方程进 行尺长的温差改正。(精确迅速)。 1 量距的工具 1.2 钢尺量距的常用附件 (5)弹簧秤 ?用于衡量拉力大小 ?对标有“30m、20℃、10kg”字样的钢尺,在测距 时则要施加10kg的拉力。 ?如测距时拉力与检定时不同,则要进行拉力改正。 (6)水准器 用于在起伏的地面量测时使尺身两端保持等高,即 尺身水平,量出为水平距离,无需进行倾斜改正。 1 量距的工具 1.3 钢尺的维护 (1)使用钢尺时注意不要有钢尺尺身扭曲。 钢尺在平直伸展时,尺身可以承载上百公斤的拉力。 但是当尺身扭曲或折迭时,很小拉力可能引起钢尺 断裂。 (2)每次使用完钢尺,尤其是当钢尺沾水或受潮 时,要用擦拭干净再卷。 擦拭时两人将尺拉直,第三人用干布揩去污泥,再 用带油的布擦一遍以防止生锈。 1 量距的工具 1.4 地面点标志 (1)地面点的标志作用 ? 表示点在地面上的位置; ? 便于安置仪器、工具,以利于观测。 (2)点的标志可分为临时性和永久性两种。 临时性标志可采用木桩打入地中,桩顶略高 于地面,并在桩顶钉一小钉或画一个十字表 示点的位置。 1 量距的工具 1.4 地面点标志 永久性标志可用石桩或 混凝土桩,在石桩顶刻十字 或在混凝土桩顶埋入刻有十 字的钢柱以表示点位。 2 直线 直线定线 ?当两个地面点之间的距离较长或地势起伏较大 时,分成几段进行丈量。 ?把多根标杆标定在已知直线上的工作称为直线 定线。 ?一般量距用目视定线, 精密量距需要用仪器定线 直线 直线)直线两端点间通视 在待测A、B两点间立标杆,由一名测量员在A点杆 后1-2m处指挥另一测量员持杆在A、B方向线附近 移动,直到A、B点标杆重合一线 直线 直线)直线两端不通视(逐次趋近法) 2 直线)一般量距方法(平坦地面) 测钎 ? ? ? ?B ? A ? ? SAB=n?+ ? ?为整尺段长 ?为余长 ?先将A、B用木桩(桩上钉一小钉)标志出来,然后在 端点的外侧各立一标杆,清除直线上的障碍物。 ?丈量工作一般由两人进行(前司尺员和后司尺员) 2 直线)一般量距方法(平坦地面) 为了防止丈量中发生错误及提高量距精度,距离要 往、返丈量。 往返丈量较差 ?D = D往-D返 距离平均值 D平= 1 (D往+D返) 12 相对误差 K= D 平 / ΔD 要求:一般量距:K≤1/3000(平坦),≤1/1000(量距困难) 如合乎要求就取其平均值作为最后结果。 2 直线)在有起伏地面的量距方法 ? 平量法 ? 斜量法 平量法 尺拉抬平,垂球投点,插测钎, 读数。 斜量法 用罗盘仪或经纬仪测出地面 倾斜角a 2 直线 精密量距方法 ?指精度要求较高,读数至毫米的距离丈量。 端点法 (1)所有钢尺有毫米分划,且在使用前进行检定。 (2)用弹簧秤按检定钢尺时规定的拉力将尺拉直, 且要用温度计测出钢尺附近的温度,以便进行温差 改正。 (3)用水准测量的方法测出各尺段钢尺两端的高差, 以进行倾斜改正。 2 直线)尺端位置一般不用测钎标记,若定线时已 打下木桩,两木桩之间的距离约等于钢尺全长, 则可在木桩顶面上钉上小钉或者划十字线来标定 尺端位置。若不用木桩,可使用带三个尖脚的铁 片在尺端点踏实,在其上划线 直线 精密量距方法 读数法 是指在定线时已在木桩顶上插上了细针或划上了 十字线。那么,就要通过尺端读数来量出相邻木 桩间距离。每段丈量三次,且每次都以尺上不同 位置对准标志,移动量一般在10cm以内,三次所 得结果的互差若不超过限差(视要求不同为2- 5cm),则取其平均值作为结果;若超限,则要 加测一次。 3 钢尺量距成果的整理 精度较高的测距,量出的长度需要进行主要包括尺 长、温度、倾斜三项改正。普通钢尺量距,钢尺可 以不经检定,只作倾斜改正即可。 3.1 尺长改正 钢尺在标准拉力、标准温度下的检定(实际)长度 L′,与钢尺的名义长度L0往往不一致,其差△ L= L′-L0数 ,即为整尺段的尺长改正。任一段尺长L 的改正数为: ?Ld ? (L -L0) ?L L0 例: 某个钢尺的实际长度为30.025m,名义长度为30m, 假设某一段长度为29.934m,求其尺长改正数。 解:钢尺名义长度改正数: ? L ? L - L 0 ? 3 0 .0 0 2 5 - 3 0 ? 0 .0 0 2 5 则其尺长改正数: ? L d?(L L - 0 L 0)? L ?0 .0 3 0 0 2 5? 2 9 .9 3 4? + 0 .0 0 2 5 m 3 钢尺量距成果的整理 3.2 温度改正 设钢尺在检定时的温度为t0℃,丈量时的温度为t℃, 钢尺的膨胀系数为α ,则某尺段L 的温度改正为 △Lt=α (t℃-t0℃)L 例:某钢尺膨胀系数α为1.25 * 10-5 (m/m· ℃),量 距时t为26.5 ℃,标准温度为20 ℃,则尺长为29.934m 的温度改正数△Lt? 解: ? ? L t? ( t 0 C - t 0 0 C ) L ? 1 . 2 5 ? 1 0 - 5 ? ( 2 6 . 5 - 2 0 ) ? 2 9 . 9 3 4 ? + 0 . 0 0 2 4 m 3 钢尺量距成果的整理 3.3 倾斜改正 ? 设L为量得的斜距,h为尺段两端间的高差,现要 将L改算成水平距离d,故要加倾斜改正数 ? L h ?Lh ? - h2 2L 例:尺长为29.934m尺段高差为-0.15m,则改尺 段的倾斜改正数为: h2 (0.15)2 Lh 0.00037(m ) 2L 229.934 3 钢尺量距成果的整理 3.4 计算改正后的尺段平距d为: d?L+? L d+? L t+? L h ?2 9 .9 3 4+0 .0 0 2 5+0 .0 0 2 4-0 .0 0 0 3 7?2 9 .9 3 8 5 (m ) 29.934m -0.15m 4 钢尺量距的误差来源 按照误差的性质来分,钢尺丈量的误差来源有: ? 仪器误差:是指仪器本身的不完善,如钢尺的刻 度与实际不符,弹簧秤、温度计所测出的拉力、温度 存在误差等。 ? 外界影响:是指气温、风力、光照等都会对钢尺 长度产生影响,地面平整情况及硬度等。 ? 人差:是指量者感观能力的限制或者责任心不强 引起的误差,如插测钎的误差等。 4 钢尺量距的误差来源 4.1 定线误差 钢尺丈量时应伸直紧靠所量直线。偏离直线 尺长误差 钢尺必须经过检定以求得其尺长改正数。尺长 误差具有系统积累性,它与所量距离成正比。精密 量距时,钢尺虽经捡定并在丈量结果中进行了尺长 改正,其成果中仍存在尺长误差,因为一段尺长检 定方法只能达到0.5mm左右的精度。一般量距时可 不作尺长改正。 4 钢尺量距的误差来源 4.3 温度误差 由于用温度计测量温度,测定的是空气的温度, 而不是尺于本身的温度,在夏季阳光曝晒下,此两者 温度之差可大于5°C。因此,量距宜在阴天进行,并 要设法测定钢尺本身的温度。 4.4 拉力误差 钢尺具有弹性,会因受拉而伸长。量距时,如果 拉力不等于标准拉力,钢尺的长度就会产生变化。精 密量距时,用弹簧秤控制标准拉力,一般量距时拉力 要均匀,不要或大或小。 4 钢尺量距的误差来源 4.5 尺子不水平的误差 钢尺一般量距时,如果钢尺不水平,总是使所量距离偏大。 精密量距时,测出尺段两端点的高差,进行倾斜改正。用普通 水准测量的方法是容易达到的。 4.6 钢尺垂曲和反曲的误差 钢尺悬空丈量时,中间下垂,称为垂曲。故在钢尺检定时, 应按悬空与水平两种情况分别检定,得出相应的尺长方程式, 按实际情况采用相应的尺长方程式进行成果整理,这项误差可 以不计。 在凹凸不平的地面量距时,凸起部分将使钢尺产生上凸现 象,称为反曲。设在尺段中 部凸起0.5m,由此而产生的距离 误差,这是不能允许的。应将钢尺拉平丈量。 4 钢尺量距的误差来源 4.7 丈量本身的误差 它包括钢尺刻划对点的误差、插测钎的误差及 钢尺读数误差等。这些误差是由人的感官能力所限 而产生,误差有正有负,在丈量结果中可以互相抵 消一部分,但仍是量距工作的一项主要误差来源。 4 钢尺量距的误差来源 ?精密量距时,除经纬仪定线、用弹簧秤控制拉力外, 还需进行尺长、温度和斜改正。而一般量距可不考虑 上述各项改正。 ?但当尺长改正数较大或丈量时的温度与标准温度之 差大于8℃时进行单项改正,此类误差用—根尺往返 丈量发现不了。 ?尺子拉平不容易做到,丈量时可以手持一悬挂垂球, 抬高或降低尺子的一端,尺上读数最小的位置就是尺 子水平时的位置,并用垂球进行投点及对点。 5 视距测量 视距测量是利用经纬仪、水准仪望远镜内的视距 丝装置,根据光学原理同时测定距离和高差的一种 方法。 视距测量具有操作方便、速度快、一般不受地形 限制等优点。 普通视距测量精度较低,仅能达到1/200~1/300的 精度。 但能满足测定碎部点位置的精度要求,所以视距 测量被广泛地应用于地形测图中。 ? 进行视距测量,要用到视距丝和视距尺。 ? 视距丝即望远镜内十字丝分划板上的上下 两根短丝,它与中丝平行且等距离。 ? 视距尺是有刻划的尺子。 视距丝 n m 十字丝 5.1 视距水平时候测距 K一般为100,C对 于内对光望远镜在 设计时使C近0。故 D=Kl 5.1 视距水平时候测距 h=i-v 操作: 1、在A点安置经纬仪,量取仪器高i,在B点竖立视距尺。 2、盘左(或盘右)位置,转动照准部瞄准B点视距尺,分别读 取上、中、下三丝数,并算出尺间距。 3、根据尺间距、仪器高和中丝读数,计算水平距离和高差。 5.2 视距倾斜时测距 操作: 1、在A点安置经纬仪, 量取仪器高i,在B点 竖立视距尺。 2、盘左(或盘右)位 置,转动照准部瞄准B 点视距尺,分别读取 上、中、下三丝数, 并算出尺间距。 3、量算垂直角a. 4、根据尺间距、垂直 角、仪器高和中丝读 数,计算水平距离和 高差。 5.3 视距测量误差来源及注意事项 1、误差来源 ? 用视距丝读取尺间距的误差(其误差扩大 100倍,缩短视距长度) ? 垂直角测定误差(影响高差,注意气泡居 中,盘左右平均值) ? 尺杆倾斜误差(尺上应该有水准器) ? 外界条件的影响(大气折光,空气对流。 视线米以上,合适时间观测及避开 大水域) 5.3 视距测量误差来源及注意事项 2.注意事项 (1)为减少垂直折光的影响,观测时应尽可能使视线)作业时,要将视距尺竖直,并尽量采用带有水准 器的视距尺。 (3)要严格测定视距常数,扩值应在100±0.1之内, 否则应加以改正; (4)视距尺一般应是厘米刻划的整体尺。如果使用塔 尺应注意检查各节尺的接头是否准确, (5)要在成像稳定的情况下进行观测。 5 电磁波测距 ?电磁波测距按测程来分:短程(<3km)、中程(3— 15km)和远程(>15km)。 ?按测距精度来分:Ⅰ级(5mm)、Ⅱ级(5mm—10mm)和 Ⅲ级(>10mm)。 ?按载波来分: ?微波测距仪——采用微波段的电磁波作为载 波; ?光电测距仪——采用光波作为载波。 光电测距仪所使用的光源有激光光源和红外 光源,采用红外线波段作为载波的称为红外 测距仪。 5 电磁波测距 ? 红外测距仪兼有载波源和调制器的双重功能 以砷化稼(GaAs)发光二极管,所发的荧光作为 载波源,发出的红外线的强度能随注入电信号的强 度而变化。 GaAs发光二极管体积小,亮度高,功耗小,寿 命长,且能连续发光,所以红外测距仪获得了更为 迅速的发展。 ? 本节讨论的就是红外光电测距仪。 5 电磁波测距 5.1 测距原理 测距仪(EDM ) 反光棱镜 S为A、B间距离,t为光束在S上往返时间,C 为光速(已知) A B S ? 1 Ct 2 测定距离的精度,取决于测定时间 t的精度。例如要求保证 ±lcm的测距精度,时间测定要求准确到6.7×10—lls,难以做 到。因此,大多采用间接测定法来测定 (2种方法)。 5 电磁波测距 5.1 测距原理 (1)脉冲式测距 ? 由测距仪的发射系统发出光脉冲,经被测目标反射 后,再由测距仪的接收系统接收; ? 测D。出这一光脉冲往返所需时间间隔t2D,以求得距离 ? 由于计数器的频率一殷为300MHz(300×106Hz), 测距精度为O.5m,精度较低。 5 电磁波测距 5.1 测距原理 (2)相位式测距 ? 由测距仪的发射系统发出一种连续的调制光波,测 出该调制光波在测线上往返传播所产生的相位移, 以测定距离D。 ? 红外光电测距仪一般都采用相位测距法。 5 电磁波测距 5.1 测距原理 (2)相位式测距 ? 在砷化镓发光二极管上加了频率为f的交变电压(即注入交变 电流)后,它发出的光强就随注入的交变电流呈正弦变化, 这种光称为调制光。测距仪在A点发出的调制光在待测距离 上传播,经反射镜反射后被接收器所接收,然后用相位计将 发射信号与接受信号进行相位比较,由显示器显出调制光在 待测距离往、返传播所引起的相位移φ 。 5 电磁波测距 5.2 测距仪测量步骤及其他 红外测距仪类型很多,使用时候按照仪器使用手册来操作。 一般测距仪测量步骤: (1)安装仪器:包括对中、整平等内容,接通电源。 (2)安置常数或观测记录竖直角、气温等项。 (3)测距观测。 (4)成果计算(仪器可自动进行气象及各种常数改 正) 5 电磁波测距 5.2 测距仪测量步骤及其他 测距仪在使用时注意以下几点: (1)在阳光下作业(或雨天作业),一定要打伞 保护,以防损坏。 (2)仪器在大气比较稳定和通视良好的条件下使 用。 (3)测距结束立即关机,前站时要拔掉电源线)测距仪在运输过程中要注意防潮、防震和防 高温。 6 直线点在平面上的相对位置 测定2点之间距离 测定2点之间方向 用该直线与基本方向线之间所夹的水平角来表示 直线定向:确定直线与标准方向之间的水平角度 关系的工作。 6 直线 标准方向(基本方向)的种类 (1) 真子午线方向 旋转椭球体的旋转轴(地轴),它的两端点为南北两 极。过地轴的平面为子午面。子午面与旋转椭球体 面的交线称为子午线或经线。 ? 通过地球表面某点的真子午线的切线 方向,称为该点的真子午线方向。 ? 真子午线北端所指方向为真北方向。 ? 真子午线方向是用天文测量方法或用 陀螺经纬仪测定的。 6 直线 标准方向(基本方向)的种类 (2)磁子午线方向 磁针在地球磁场的作用下,磁针自由静止时其 轴线所指的方向。 磁针北端所 指的方向为 磁北方向, 磁子午线方 向可用罗盘 仪测定。 在小面积地形 测量中常磁北 方向作为定向 标准。 6 直线 标准方向(基本方向)的种类 (3)坐标纵轴方向 通过地面上某点平行于该点所处的平面直角坐 标系的纵轴方向,称为坐标纵轴方向。坐标纵轴北 端所指方向为坐标北方向。 三 北 方 向 6 直线 表示直线方向的方法 ? 测量工作中,常采用方位角来表示直线的方向。 ? 由标准方向的北端起,顺时针方向量到某直线的 夹角,称为该直线 直线 几种方位角之间的关系 (1)真方位角与磁方位角之间的关系 由于地磁南北极与地球的南北极并不重合,因此, 过地面上某点的真子午线方向与磁子午线方向常不重 合,两者之间的夹角称为磁偏角δ ,磁针北端偏于其 子午线以东称东偏,偏于其子午线以西称西偏。 真北 磁北 磁北 西偏-δ 东偏+δ O 6 直线 几种方位角之间的关系 (1)真方位角与磁方位角之间的关系 直线的真方位角与磁方位角之间可用下式进行换算: 真 磁北 北 δ O Am A P 6 直线 几种方位角之间的关系 (2)真方位角与坐标方位角之间的关系 地球表面某点的真子午线方向与坐标纵轴方向之间 的夹角,称为子午线收敛角γ ,γ 角有正有负。以 东者,γ 为正值;以西者,γ 为负值。 真 北坐 标 真方位角与坐标方位角之间的关系: 纵 轴 A=α+ γ γ O A ? P 6 直线 几种方位角之间的关系 (3)坐标方位角与磁方位角的关系 若已知某点的磁偏角δ 与子午线收 敛角γ ,则坐标方位角与磁方位角 磁 之间的换算式为 : 北 δ 真 北坐 标 纵 轴 γ O Am A ? P 6 直线 几种方位角之间的关系 (4)正、反坐标方位角 直线A—B的点A是起点,点B是终点;通过起点A 的坐标纵轴方向与直线A—B所夹的坐标方位角αAB, 称为直线A—B的正坐标方位角。过终点B的坐标纵轴 方向与直线B—A所夹的坐标方位角,称为直线A—B的 反坐标方位角(是直线B—A的正坐标方位角)。 正、反坐标方位角相差180°,即 : AAB ABA?AAB+180 6 直线 几种方位角之间的关系 (5)坐标方位角的推算 A、B为已知点,AB边的坐标方位角α AB为已知,通过连 测求得A—B边与B—1边的连接角为β ,测出了各点的 右(或左)角,现在要推算B-1、1-2、2-3和3-4边的坐 标方位角。 所谓右(或左)角是指位 于以编号顺序为前进方 向的右(或左)边的角度。 (演示具体计算方法) 7 用罗盘仪测定磁方位角 7.1 罗盘仪的构造 罗盘仪主要部件有磁针、刻度盘和瞄准设备等. ((4)1水)准磁器针和球臼 在(磁罗2针)盘用刻仪人度内造盘装磁有铁一制个成圆,水其准中器心或装两有个镶相着 互玛刻垂瑙度直的盘的圆为水形铜准球或管窝铝,,的当在圆圆刻环水度,准盘最器的小内中分的心划气装为泡有 位1顶°于针或中,3心0磁位,针置按球,逆窝或时支两针在个方顶水向点准从上管0。°内为注气了记泡减到同轻 时3顶6居0针°中尖。,的此磨时损,,罗装盘置盒了处杠于杆水和平螺状旋态,。磁 球使盒(罗镜针 顶臼罗之盘。3不针)螺盘间仪用分瞄旋盒的的时 离准在 处 连瞄, ,设罗 于 接准用 把备盘 水 上设杠 磁盒 平 按备杆针下状有,将压方态水现磁在,;平在针玻配在制大升璃合球动都起盖水臼螺采,下准与旋用。使器罗,望它可盘以远与 控制罗盘的水平转动。 7 用罗盘仪测定磁方位角 7.2 用罗盘仪测量定直线) 安装仪器 ? 先将罗盘仪安置在直线的起点,对中,整平(罗 盘盒内一般均设有水准器,指示仪器是否水平)。 ? 对中时,在三角架下方悬挂一垂球,移动三角架 时垂球尖对准地面点中心。(目的:使罗盘仪水平 度盘的中心和地面点在同一铅垂线上。)对中允许 误差为2cm。 ? 平整时,松开球臼螺旋,用手前后、左右摆动刻 度盘,使度盘内的水准器泡居中,然后松开拧紧球 臼螺旋,此时罗盘仪刻度盘处于水平状态。 7 用罗盘仪测定磁方位角 7.2 用罗盘仪测量定直线) 放下磁针 仪器水平后,旋松磁针制动螺旋,使磁针自由支承在顶 针上,在地磁影响下磁针变为静止,指向磁南北极。 (3) 瞄准目标 ?松开水平制动螺旋和望远镜制动螺旋,旋转望远镜, 瞄准直线另一端竖立的目标。 ?瞄准时要通过目镜对光、粗略瞄准、物镜对光和精确 瞄准。 ?为了减少瞄准误差,应使用十字丝交点瞄准目标基部 中心。 7 用罗盘仪测定磁方位角 7.2 用罗盘仪测量定直线)读数 待磁针静止后,读出磁针北端所指的读数,即为该直 线的磁方位角。 ?当望远镜的物镜在度盘的0度刻度 线上方时,读磁针指北端的读数; ?当望远镜的物镜在度盘的180度刻 度线上方时,读磁针指南端的读数; ?读数可直接读1度,估读到30分。 罗盘读数示意图 7 用罗盘仪测定磁方位角 7.2 用罗盘仪测量定直线的磁方位角 注意事项: ?罗盘仪在使用时,不要使铁质物体接近罗盘,以 免影响磁针位置的正确性。 ?读数时,眼睛的视线方向与磁针应在同一竖直面 内,减少读数误差。 ?在铁路附近及高压线铁塔下观测时,磁针读数会 受很大影陶,应该注意避免。 ?测量结束后,必须旋经螺旋只将磁针升起,避免 顶针磨损,以保护磁针的灵敏性。 本章小结 一、钢尺量距方法 1. 丈量方法:标定点位—直线定线—往返丈量水平距离。 2. 成果处理: 往返丈量较差: ΔD=D往-D返 1 平均距离:D平= 2(D往+D返 1 K= D 平 / ? D 本章小结 二、直线.直线定向——确定直线方向与标准方向之间的关系。 2.标准方向——真子午线方向;磁子午线方向;坐标 纵轴方向。 3.坐标方位角——以坐标纵轴方向为起始方向顺时针 转到该直线. 正、反方位角——一条直线的正、反坐标方位角相 差180°。 本章小结 三、罗盘仪及使用 罗盘仪使用方法:在站点安置罗盘仪—照准目 标—松开磁针制动螺旋—待磁针静止后读取磁方位 角数值。 本章到此结束, 谢谢! 谢谢!

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  仪器分析习题作业 第一章绪论 1-2 化学分析与仪器分析区别?又有哪些共同点? 1、主要区别: (1)化学分析是利用物质的化学性质进行分析;仪器分析是利用物质的物 理或物理化学性质进行分析; (2)化学分析不需要特殊的仪器设备;仪器分析需要特殊的仪器设备; (3)化学分析只能用于组分的定量或定性分析;仪器分析还能用于组分的结 构分析; (4) 化学分析灵敏度低、 选择性差, 但测量准确度高, 适合于常量组分分析; 仪器分析灵敏度高、选择性好,但测量准确度稍差,适合于微量、痕量 及超痕量组分的分析。 2、共同点:都是进行组分测量的手段,是分析化学的组成部分。 1-5 仪器分析与分析仪器联系与区别? 分析仪器与仪器分析的区别:分析仪器是实现仪器分析的一种技术设备,是一种装置;仪器 分析是利用仪器设备进行组分分析的一种技术手段。 分析仪器与仪器分析的联系: 仪器分析需要分析仪器才能达到量测的目的, 分析仪器是仪器 分析的工具。仪器分析与分析仪器的发展相互促进。 1-7 采用仪器分析进行定量分析为神魔要进行校正? 因为仪器分析直接测量的是物质的各种物理信号而不是其浓度或质量数, 而信号与浓度或质 量数之间只有在一定的范围内才某种确定的关系, 且这种关系还受仪器、 方法及样品基体等 的影响。因此要进行组分的定量分析,并消除仪器、方法及样品基体等对测量的影响,必须 首先建立特定测量条件下信号与浓度或质量数之间的关系,即进行定量分析校正。 第二章光谱分析法导论 2-1 光谱仪的一般组成包括:光源、单色器、样品引入系统、检测器、信号处理与输出装置。 各部件的主要作用为光源:提供能量使待测组分产生吸收包括激发到高能态; 单色器: 将复合光分解为单色光并采集特定波长的光入射样品或检测器; 样品引入系统: 将样品以合适的方式引入光路中并可以充当样品容器的 作用; 检测器:将光信号转化为可量化输出的信号。 信号处理与输出装置:对信号进行放大、转化、数学处理、滤除噪音, 然后以合适的方式输出。 1 2-2:单色器组成?作用是? 单色器的组成包括:入射狭缝、透镜、单色元件、聚焦透镜、出射狭缝。 各部件的主要作用为:入射狭缝:采集来自光源或样品池的复合光; 透镜:将入射狭缝采集的复合光分解为平行光; 单色元件:将复合光色散为单色光(即将光按波长排列) 聚焦透镜:将单色元件色散后的具有相同波长的光在单色器的出口曲面上成像; 出射狭缝:采集色散后具有特定波长的光入射样品或检测器 2-7 光栅宽度 5.0mm,每毫米刻线 条,该光栅第一级光谱分辨 率多少? 因为对于一级光谱(n=1)而言,光栅的分辨率为: R = nN= N=光栅宽度×光栅的刻痕密度= 720× 又因为:R 5 = 3600 = 平均 dλ 1000 3600 所以,中心波长(即平均波长)在 1000cm-1 的两条谱线要被该光栅分开,它们相隔的最大距 离为:dλ= 平均 R = =0.28cm-1 第 3 章原子发射光谱法 3-2 缓冲剂与挥发剂在矿石定量分析中的作用? 缓冲剂的作用是抵偿样品组成变化的影响,即消除第三元素的影响,控制和稳定弧温; 挥发剂的作用是增加样品中难挥发性化合物的挥发能力 3-6(注意内标与内标法的概念区别) 解: 在进行内标法定量分析时, 在待样品中加入或基体中大量存在的含量基本固定的组分称 为内标。 在分析时, 以待测物的信号与内标物的信号比与待测物的浓度或质量之间的关系来进行 定量分析的方法称为内标法。 采用内标法定量的目的是消除试样的组成、 形态及测量条件如光源的变化等对测量结果 的影响,提高分析结果的稳定性。 2 3-8 简述三种用于 ICP 炬的式样引入方式? 因为试样只能被载气带入 ICP 光源中,而不能直接引入 ICP 光源中,所以固体试样和 液体试样都在引入 ICP 光源前必须转化为气态或气溶胶状态。因此试样引入 ICP 光源的主 要方式有:雾化进样(包括气动雾化和超声雾化进样) 、电热蒸发进样、激光或电弧和火花 熔融进样,对于特定元素还可以采用氢化物发生法进样。其中,以气动雾化方式最为常用。 第 8 章分子发光分析法 8-1 解释下列名词 (1)单重态:体系中两个电子以不同的自旋方向处于相同或不同轨道的状态。 (2)三重态:体系中两个电子以相同的自旋方向处于相同或不同轨道的状态。 (3)系间跨越:不同多重态能级之间的非辐射跃迁过程。 (4)振动驰豫:同一电子能级中,从较高振动能级到较低振动能级的非辐射跃迁过程。 (5)荧光猝灭:某种给定荧光体与溶剂或其它溶质分子之间发生的导致荧光强度下降的物 理或化学作用过程。 (6)荧光量子产率:荧光体所发射的荧光的光子数与所吸收的光子数的比值。 (7)重原子效应:当分子中含有一些质量数比较大的原子(称为重原子,如 I、Br 等)或 体系中存在由重原子组成的溶剂(如碘乙烷)时,由于重原子会增加系 间窜跃,导致荧光减弱的现象。 8-2 磷光与荧光在发射特性上差别与原因? 因为荧光是由第一电子激发单重态的最低振动能级向基态跃迁时发射的光谱, 因此当分子被 激发到比第一电子激发单重态的最低振动能级还要高的任何一个能级上后, 它在发荧光之前 都将通过振动驰豫、内转化等非辐射驰豫过程回到第一电子激发单重态的最低振动能级上, 然后才能通过辐射跃迁(发荧光)回到基态。因此荧光光谱的形状于激发光波长无关。 8-10 等量蒽分别溶解于苯或氯仿成同浓度溶液,哪一种磷光更强? 在分子或体系中存在重原子时,重原子会增加系间窜跃速度,导致荧光减弱,但却使磷光增 强。由于氯仿的重原子效应比苯大,所以蒽在氯仿中的磷光比在苯中强。 3 第 9 章紫外-可见吸收光谱法 9-1 有机化合物分子电子跃迁? 有机化合物的电子跃迁主要有σ →σ *、n→σ * 、π →π * 、n→π * 能够在紫外-可见吸收光谱中反应出来的有:n→σ * 、π →π * 、n→π * 9-8(1)乙烯(2)1,3,5-己三稀(3)1,3-丁二烯哪个摩尔吸光系数 大? 因为随着共轭体系得增加, π →π *跃迁的吸收峰会发生红移于增色效应,所以 1,3,5-己三烯的吸收峰的摩尔吸光系数最大。 9-12 全反式番茄红素的λmax 和εmax 因为:A = ?lgT = ?lg0.42 = 0.377 = ε bC 按照朗伯-比尔定律:A = A ε b =0.377/(2.5*2*1000)=7.54*10……-5=0.001/(0.1M) 所以:M=132.6g/mol 第 10 章红外吸收法 14-1、影响红外吸收峰强度的主要因素 解: 影响红外吸收峰强度的主要因素: 红外吸收的强度主要由振动能级的跃迁概率和振动过 程中偶极矩的变化决定。从基态向第一激发态跃迁的概率大,因此基频吸收带一般较强。另 外,基频振动过程中偶极矩的变化越大,则其对应的红外吸收越强。因此,如果化学键两端 连接原子的电负性差异越大, 或分子的对称性越差, 则伸缩振动时化学键的偶极矩变化越大, 其红外吸收也越强,这就是 nC=O 的强度大于 nC=C 的原因。一般来说,反对称伸缩振动的 强度大于对称收缩振动的强度,伸缩振动的强度大于变形振动的强度。 14-16、下列哪一个化合物 Vc=o 吸收带在高频率?为什么? 解: O C H H3C H3C N C H O (a) (b) 4 在影响基团频率的因素中,共轭效应使共轭体系具有两面性,且使其电子云密度平均化,造 成双键略有伸长,单键略有缩短,因此双键的吸收频率向低波数方向位移。 较大 53..共轭效应的苯基与 C=O 相连,?-?共轭效应致使苯甲醛(a)中较乙醛中?C=O 降低 40 cm-1。对二氨基苯甲醛分子(b)中,对位推电子基二甲氨基的存在,使 共轭效应增大, C=O 极性增强, 双键性下降, ?C=O 较苯甲醛向低波数位移近 30 cm-1。 14-18、 顺式-1, 2-环戊二醇的 CCl4 稀溶液, 在 3620cm-1 及 3455cm-1 处出现两个吸收峰,为什么? 解:3620 cm-1 处的吸收是游离 OH 的伸缩振动,而 3450 cm-1 处的吸收是由于形成了氢键, 吸收波长向长波方向移动形成的。在 CCl4 稀溶液中只能形成分子内氢键,不易形成分子间 氢键。从下面结构可以看出,只有顺式环戊二醇可以形成分子内氢键,所以在 CCl4 稀溶液 中,顺式环戊二醇会在 3450 cm-1 处出峰,而反式环戊二醇则不出现。 OH O H OH OH 顺式 1,2-环戊二醇 反式 1,2-环戊二醇 第 12 章核磁共振波谱法 12-2 自旋量子数为 3/2 的核有几种空间取向? 解:自旋量子数为 I 的核具有的磁能级为:2I+1 即该核有 2×+1=6 中, 每种磁能级的磁量子数分别为: 5/2, 3/2, 1/2; -1/2, -3/2, -5/2。 12-4 什么是化学位移? 用核磁共振仪可以记录到有关信号, 处在不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波 的频率不同,在谱图上出现的位置也不同,各类氢原子的这种差异被称为化学位移。 5 12-5CNMR 的化学位移和 HNMR 有何差别? 化学位移=(锁场场强-共振场强)/锁场场强不同碳的共振场强“差值”比氢核大,而碳的锁 场场强(或共振场强)比氢核要小(只有氢核的 1/4)。 所以,CNMR 谱的这个比值---“化 学位移”---要远大于 HNMR 谱的。 第 14 章电位分析法 14-11 某 PH 计的标度每改变一个 PH 单位, 相当于电位的改变为 60mV 用斜率为 50mV/pH 的玻璃电极来测定 pH 为 5.00 的溶液,采用 pH 为 2.00 的标准溶液来测定,测定结果的绝对误差为多大? 解:因为对于 pH 电极,其电位为:E = k + s lg*H + + = k ? spH 所以, (pH - pH ) 50 (5.00 2.00) 150 (mV) x s ΔE = E ? E = s = × ? = s x 又因为每改变一个 pH 单位,相对于电位改变 60mV,所以 150mV 的电位改变, 相当于 pH 的改变为:Δ pH = 150 /60=2.5 所以,实际测量得到的 pH 为:pH = pHs + Δ pH= 2.0 + 2.5 = 4.5 所以,测定结果的绝对误差为 4.5-5.0= -0.5 个 pH 单位。 14-19 (1)Ag+ + S2- = Ag2S;选择用 Ag2S 多晶膜电极; (2)Ag+ + CN- = Ag(CN)2-;选择用 Ag2S 多晶膜电极; (3)NaOH + H2C2O4 = Na2C2O4 + H2O;选择 pH 玻璃电极; (4)Fe(CN)63- + Co(NH3)62+ = Fe(CN)64- + Co(NH3)63+;选择 Pt?Fe3+, Fe2+ 电极(零类金属基电极) (5)Al3+ + F- = Al(F)63-;选择 F-选择电极; (6)H+ + 吡啶= 质子化的吡啶;选择用 pH 玻璃电极; (7)2K4Fe(CN)6 + 3Zn2+ = Zn3K2[Fe(CN)6]2+ 6K+;选择 K+玻璃电极 (8)H2Y2- + Co2+ = CoY2- +2 H+;选择用 HgHgY,CoY,Co2+电极(第三类金属基 电极) 6 第 18 章色谱法导论部分习题解答 18-1、试说明分离的含义及热力学限制,分析分离与制备分离的区别 于联系。 答: 利用待分离的各种组分在两相间的分配系数、 吸附能力等亲和能力的不同而进行分离的 方法(也叫层析法或色层法) 速差迁移是因为不同组分在两相间的分配系数不同而引起的。按照(tR = tm(1 + KVs/Vm))可见, 速差迁移取决于色谱热力学因素, 包括固定相与流动相的性质与组成, 组分性质以及固定相与流动相的体积比。 分子离散是因为分子在色谱分离过程中存在涡流扩散、 纵向扩散和传质阻力造成的, 按 照速率方程可知,分子离散取决色谱动力学因素,包括填料颗粒大小、填充均匀程度、流动 相流速、柱温、分子扩散系数、固定液膜厚度、以及色谱柱长度、形状和色谱系统死体积等 因素。 18-9 试列出影响色谱峰区域扩张的因素。 答:影响色谱峰区域扩张的因素包括填料颗粒大小、填充均匀程度、流动相流速、柱温、分 子扩散系数、固定液膜厚度以及色谱柱长度、形状和色谱系统死体积等因素。 第 19 章气相色谱法 19-1、填充柱气象色谱仪与毛细管气象色谱仪流程有何差异? 答:与填充柱气相色谱相比,毛细管气相色谱仪的柱前增加了一个分流进样器,柱后增加了 尾吹气路。 样品经过气化后可以选择全部或部分进入色谱柱中, 从柱后流出的样品则在尾吹 气作用下得到富集并加速进入检测器,以减少峰展宽和提高检测灵敏度。 19-10、在气象色谱操作中,为什么程序升温? 答: 气相色谱中的程序升温则是指在气相色谱分离过程中由低到高改变色谱柱炉温的操作方 法。 使用程序生温的目的是为了提高分离的分辨率和加快分析速度, 实现沸点相差很大的组 分的混合物的有效和快速分离。 19-13 设计下列式样测定色谱分析操作。 (1)乙醇中微量水:采用填充柱气相色谱,用高分子多孔微球为固定相,H2 或 He 为流动 相,采用热导池检测器检测。 7 (2)超纯 N2 中的 O2:采用填充柱气相色谱,用固体吸收剂为固定相,Ar 为流动相,采用 电子捕获检测器检测。 (3)蔬菜中有机磷农药:采用毛细管气相色谱,用强极性固体液为固定相,H2 为流动相, 采用氮磷检测器检测。 (4)微量苯、甲苯和二甲苯:采用毛细管气相色谱,用非极性固定液为固定相,H2 为流 动相,采用氢火焰离子检测器检测。 第 20 章液相色谱法 20-1、试与气象色谱,经典液相柱色谱比较说明高效液相色谱有那些 基本特点,其色谱性能和应用范围有何异同? 答:与经典液相色谱相比,HPLC 柱更短、更细,填料粒径更小,填充更均匀,分离在高压 下进行,并且具有在线检测的功能,因此具有高柱效、高灵敏度和快速分离的特点,可用于 准确的定性和定量分析;经典液相色谱一般用于制备分离。 与气相色谱相比,HPLC 的流动相种类多,对分离的作用大;此外,HPLC 一般在常温、 高压和较低流速下, 其柱效、 灵敏度和分离速度都不如开管气相色谱好, 但 HPLC 种类很多, 可以用于热不稳定和沸点高的化合物的分离,适用面更广;而 GC 只能用于热稳定和 500oC 可以气化的化合物的分离。 20-2、高效液相色谱仪有哪几个主要成分?他与气象色谱仪有何异 同? 答:HPLC 仪器的主要组成部件有:流动相储器和溶剂处理系统、高压泵系统、进样系统、 色谱柱、检测器;它与 GC 仪器的相同点是:都有流动相输入系统、进样系统、色谱柱和检 测器;不同点是: (1)流动相输入系统、进样系统、色谱柱和检测器在 HPLC 和 GC 中各不相同; (2)GC 中的有一个温控系统,控制进样系统、色谱柱和检测器的温度;而 HPLC 中只 有一个柱温箱,用于恒定色谱柱温度。 (3)HPLC 有一个高压泵系统,而 GC 中不需要。 8 20-20、提出适合分离下列混合物的色谱方法。 (1) (2)CH3CH2OH (3)Ba2+和 Sr2+ (4)C4H9COOH 和 CH3CH2CH2OH C5H11COOH (5)高相对分子量糖苷 答: (a)两组分为同分异构体,用液固吸附色谱分离; (b)两组分为强极性化合物,可以采用正相色谱分离; (c)两组分为离子,采用离子交换色谱分离 (d)两组分为有机弱酸,可以采用反相色谱分离; (e)分离组分为大分子化合物,使用凝胶色谱。 9