где
и
— энергия атома до и после излучения
(
>
);
— постоянная Планка;
— частота излучения;
— длина волны;
— скорость света.
Излучение при помощи спектрального прибора разлагается в эмиссионный спектр, состоящий из отдельных спектральных линий (линейчатый спектр), каждой из которых соответствуют свое значение частоты фотона
и длина волны
.
Каждому химическому элементу отвечает свой набор спектральных линий. А. с. э. основан на измерениях длины волны и интенсивности излучения, испускаемого атомами. Идентификация длин волн излучения позволяет качественно определить химические элементы, входящие в состав вещества. Количественная оценка содержания химических элементов проводится путем измерения и сравнения интенсивности их спектральных линий в спектре. Для достаточно широкого интервала концентраций определяемых элементов между интенсивностью спектральных линий и концентраций этих элементов эмпирически установлена следующая зависимость:
где J — интенсивность спектральной линии; a, b — постоянные величины, зависящие от условий возбуждения спектра, от концентрации элемента; C — концентрация элемента в пробе.
Логарифм интенсивности линейно связан с логарифмом концентрации элемента в пробе. Для определения концентрации элемента требуются стандартные образцы с хорошо известными содержаниями этих элементов или искусственно приготовленные эталоны. С их помощью устанавливается зависимость аналитического параметра — интенсивности спектральной линии J от концентрации С (строится градуированный график). Результаты анализа выдаются в вес. %. Обычно анализируют золу нефти, получаемую при температуре не выше 500С. Аналогично проводят анализ битумов. Вмещающие породы анализируют в виде тонкодисперсных порошков (>200 меш).
Анализ спектральный эмиссионный обладает достаточно высокой чувствительностью (10-2— 10-5%); позволяет из одной навески одновременно определять до 50 элементов; отличается высокой производительностью. Данные спектрально эмиссионного анализа используются для корреляции геологических разрезов и нефтей, для выяснения палеогеографических условий, для определения генезиса микроэлементов в нефтях и битумах, для выявления вероятных источников нефтей, установления путей и направлений их миграции. По преобладанию одного или нескольких химических элементов выделяют типы нефтелитологических провинций.