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火焰原子吸收分光光度計是利用光源輻射出的待測元素的特征光譜，通過樣品的蒸氣而被待測元素的基態原子所吸收,根據輻射光強減弱的程度，測定樣品中待測元素的含量。其基本程序是：將分析樣品轉化成霧狀后引入火焰，火焰提供一定的能量后，使樣品受熱分解成原子狀態，這些原子處于穩定的基態。當外部給以光照時，它們便吸收待測元素的特征輻射，并躍遷到髙能級狀態。這時，被吸收的光量與基態原子的數目，即與樣品中待測元素的含量具有一定比例關系。因而，根據光通過火焰測得的被吸收的光量值，可以計算出樣品中待測元素的含量。根據上述原理設計的儀器稱為火焰原子吸收分光光度計或原子吸收光譜儀。
火焰原子吸收分光光度計是由光源、原子化器、波長選擇器、檢出、放大和讀數裝置組成。光源用空心陰極燈，不同的待測元素使用由該元素制成的光源燈，以使其能發出待測元素的銳線光譜。火焰原子化器包括兩部分：1部分是能將樣品溶液轉變成高度分散狀態的霧化器，另一部分是燃燒器。常用的燃燒氣體是乙炔或丙烷，用空氣助燃。根據測定箔要來選用燃燒氣和助燃氣。不過，氣體要進行凈化，要控制氣壓與流量的穩定性。波長選擇器通常采用單色儀。由光電倍增管進行檢出。
通過火焰原子吸收分光光度計測定的物質大多數是金屬元索、部分是半金屬元素以及部分有機物。
火焰原子吸收分光光度計中檢測器通常使用光電倍增管。光電倍增管是一種多極的真空光電管，內部有電子倍增機構，內增益*，是目前靈敏度高、響應速度快的一種光電檢測器，火焰原子吸收分光光度計廣泛應用于各種光譜儀器上。
常用光電倍增管有兩種結構，分別為端窗式與側窗式，其工作原理相同。端窗式從倍增管的頂部接收光，側窗式從側面接收光，目前光譜儀器中應用較廣泛的是側窗式。
光電倍增管的工作電源應有較高的穩定性。如工作電壓過高、照射的光過強或光照時間過長，都會引起疲勞效應。
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