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在空心陰極燈兩個電極間加上一定電壓時，陰極燈開始輝光放電，電子從空心陰極射向陽極，并與周圍惰性氣體碰撞使之電離。帶正電荷的惰性氣體離子在電場作用下連續轟擊陰極表面，陰極表面的金屬原子發生濺射，濺射出來的金屬原子在陰極區受到高速電子及離子流的撞擊而激發，從而輻射出具有特征譜線的銳線光譜。
為什么原子吸收光譜法需要使用待測元素材料相同的銳線光源?
銳線光源是指能發射出譜線半寬度很窄(O．0005～0．002nm)輻射線的光源。
原子吸收分析需要銳線光源是基于下述原因：
當試樣噴人火焰經原子化后，原子呈分散狀態(多普勒變寬)，當不同頻率的光通過被測元素的原子蒸氣時，所產生的吸收線并不是一條理想的幾何直線，而是具有一定寬度的吸收線。
在原子吸收分析中，將原子蒸氣所吸收的全部輻射能量稱為積分吸收，從理論上講，如果能測得由連續波長光源獲得的積分吸收，即可計算出待測元素的含量。但目前儀器還不能準確地測出積分吸收。
在分析中發現：在通常原子吸收分析條件下，吸收線中心頻率的峰值吸收系數K取決于多普勒變寬，而當測定溫度恒定時，多普勒變寬為常數，對一定的待測元素其振子強度也是常數，所以極大吸收系數K就僅與單位體積中原子蒸氣中吸收特征(中心)輻射的基態原子數Ⅳ0成正比。
要測得極大吸收系數K一是必須使光源發射線的中心頻率與吸收線的中心頻率相重合；二是必須使光源發射線的寬度小于中心吸收線的寬度。而要實現這兩點，使用一個與待測元素相同材料的空心陰影燈即可很好的實現。因為待測元素材料的燈發出的中心頻率，必定與待測元素吸收線的中心頻率相重合。而空心陰影燈可以發出譜線半峰寬度很窄的輻射線。所以在原子吸收光譜分析中必須使用待測元素相同材料判做的空心陰極燈。
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