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范以辉等：戈『谈分光光度法和分光光度计的原理及其应用 皿 浅谈分光光度法和分光光度计的原理及其应用 DiscussingPrincipiumandApplyforRangeSpectrophotometer 范以辉 惠焕强 (南京市计量监督检测院，江苏南京 210037) 摘 要：近几年分光光度计越来越多的进入各行各业。但有些单位对分光光度计的工作原理不是很了解。我们在此重述分光光度法和分光光度计 的 原理及其应用。 关键词：分光光度法；分光光度计；原理及应用 分光光度法是比色法的发展。比色法只限于在可见 振动能级和转动能级的跃迁。得到的光谱为红外光谱。 光区，分光光度法则可以扩展到紫外光区和红外光区。 若以能量更低的远红外线 0．025eV一0．003eV照射分 比色法用的单色光是来 自滤光片，谱带宽度从 (4O一 子，只能引起转动能级 的跃迁，这种光谱称为远红外光 120)nm，精度不高，分光光度法则要求近于真正单色光， 谱。由于物质结构不同对上述各能级跃迁所需能量都不 其光谱带宽最大不超过 (3—5)nm，在紫外区可到 Inm 一 样，因此对光的吸收也就不一样，各种物质都有各自的 以下，来自棱镜或光栅，具有较高的精度。 吸收光带，因而就可以对不同物质进行鉴定分析，这是光 能从含有各种波长的混合光中将每一单色光分离出 度法进行定性分析的基础。根据朗伯一比耳定律：当入 来并测量其强度的仪器称为分光光度计。 射光波长、溶质、溶剂以及溶液的温度一定时，溶液的光 分光光度计因使用的波长范围不同而分为紫外光 密度和溶液层厚度及溶液的浓度成正 比，若液层的厚度 区、可见光区、红外光区以及万用(全波段)分光光度计 一 定，则溶液的光密度只与溶液的浓度有关，吸光度与被 等。无论哪一类分光光度计都由下列五部分组成，即光 测物质的浓度成正比，这就是光度法定量分析的依据。 源、单色器、狭缝、样品池，检测器系统。 3 分光光度计的构造原理 1 光的基本知识 将一束复合光通过分光系统，将其分成一系列波长 光是由光量子组成的，具有二重性 ，即不连续的微粒 的单色光，任意选取某一波长的光，根据被测物质对光的 和连续的波动性。波长和频率是光的波动性和特征。可 吸收强弱进行物质的测定分析，这种方法称为分光光度 法，分光光度法所使用的仪器称为分光光度计。各种型 用下式表示：A=号 y 号的分光光度计的基本结构都相同，由如下五部分组成： 式中：A一为波长，具有相同的振动相位的相邻两点 ①光源(钨灯、卤钨灯、氢弧灯、氘灯、汞灯、氙灯、激光光 间的距离叫波长； 为频率。即每秒钟振动次数；C一为 源)；②单色器(滤光片、棱镜、光栅、全息栅)；③样品吸 光速等于299770千米／秒。 收池；④检测系统(光电池、光电管、光电信增管)；⑤信 光属于电磁波。自然界中存在各种不同波长的电磁 号指示系统 (检流计、微安表、数字电压表、示波器、微处 波，分光光度法所使用的光谱范围在200nm—lOp,(1 理机显像管)。光源_+单色器_+样品吸收池 检测系统 =l，000nm)之 间。其 中200nm一40Ohm为紫外光区， 信号指示系统 400—760nm为可见光区，760一lO，ooOIlm为红外光区。 (1)光源 2 吸收光谱原理 钨灯和卤钨灯发射(320～2000)nm连续光谱，最适 物质中分子内部的运动可分为电子的运动、分子内 宜工作范围为(360—1000)nm，稳定性好，用作可