第三讲 紫外～可见光谱分析.ppt

光电池的特性 当外电路的电阻不大时，光电流与照射的光强具有线性关系，一般可达10-100μΑ。 硒光电池，价格便宜，但灵敏度低、长时间爆光异“疲劳”、且较易受水蒸气和化学气体得作用而失效。 硅光电池，价格较高，不易“疲劳”，但在短波区的响应较差。 第三节 结束 第四节 紫外～可见分光光度计的性能 入射狭缝：只许光源分一束光进入。 准光镜：将光源产生的光转变为平行光束，使其照射在色散元件上的入射角均相等。 色散元件：为棱镜或光栅，将复合光色散成按一定波长顺序排列的单色光。 成像物镜：将色散原件产生的单色平行光，在其焦平面的不同位置聚焦，成为出射狭缝对应波长的单色光。 出射狭缝：使分析所需波长的单色光通过。 紫外－可见分光光度计 (1)单色器的组成: 棱镜单色器的结构原理示意 光源 入射狭缝 准光镜 棱镜 成像物镜 出射狭缝 光电管 单色器中入射狭缝越窄，则光谱带上任意一点的波长成分越纯，光谱的质量就越高；出射狭缝越小，则产生单色光的带宽小、单色性好、但能量小，影响仪器的信噪比。 通常入射狭缝和出射狭缝进行同步调节，保持两者的宽度相同，这种情况下单色光的能量输出与狭缝的宽度的平方成正比。 紫外－可见分光光度计 狭缝大小的影响 ①棱镜：棱镜材料对不同波长光的折射率不同，波长短光的折射率大，波长长的光折射率小。平行的复合光经色散后，就按波长顺序被分解为不同波长的“单色光”，得到按波长顺序展开的光谱。 有玻璃棱镜(可见光)和石英棱镜(紫外波段)。 紫外－可见分光光度计 （2）、色散元件: 棱镜或光栅 ②光栅：利用多狭缝干涉和单狭缝衍射的联合作用，将复合光色散为“单色光”；多狭缝干涉决定谱线的位置，单狭缝衍射决定谱线的强度分布。 有凹面光栅和平面光栅。 色散作用：用光栅公式表示d(sinα+sinθ)=nλ，式中：α、θ分别为入射角和衍射角，整数n为光谱级数，波长λ。在入射角一定的情况下，衍射角随波长而不同而变化，将复合光色散为单色光。 （2）、色散元件: 紫外－可见分光光度计 （3）、单色器的性能指标 包括：单色光的单色性、波长分辨率和单色光的强度等指标评价。 单色性是指单色光波长成分的纯度，用光谱带宽表示，简称带宽。指单色光光谱中1/2峰高处的波长宽度，称为半高宽或半宽。 波长分辨率：光谱仪分辩谱线的能力，是光谱仪极为重要的性能指标。 有绝对分辨率、相对分辨率和实际分辨率、理论极限分辨率等。 紫外－可见分光光度计 绝对分辨率：指最低实际能分开的两条谱线之间的绝对距离，也称为分辨波长。 紫外－可见分光光度计 单色器的波长分辨率 绝对分辨率越小，光谱仪分辨谱线的能力越大。 3、吸收池 即比色皿，根据测定波长的范围，用光学玻璃或石英加工而成。有不同大小光径的系列。 紫外－可见分光光度计 4、检测器 分光光度计中检测信号的器件称为检测器。光谱仪器中信号的传输主要是光强度特征的传送，受检测器影响很大。 检测器的类型有： 单通道检测器和多通道检测器。 单通道检测器：检测器位于单色器的出射狭缝后面，只能对一种波长成分的光进行检测。波长扫描时，检测器逐个检测各个单色光波长单元的强度，因此，扫描一个样品的光谱要有足够长的时间。 多通道检测器：是多个单通道检测器的集合，能同时检测空间不同位置光的强度。有多通道光谱仪和二级管阵列检测器。 紫外－可见分光光度计 ①检测器的类型 常用的检测器是把光信号转变成电信号的光电检测器。光电检测器：有光电池、光电管、光电倍增管、硅二极管。 ②、光电池 又称光生伏打电池；有硒光电池和硅光电池。将硒或硅沉积在铁或铜的金属基板上，其表面再复盖一层金、银或其它金属的透明金属层，即构成了光电池。 当光照射在半导体硒或硅上时，半导体内产生自由电子和空穴，自由电子向透明的金属薄膜层移动(向集电极运动)，为负极；空穴则移向基板，为正极。将产生的自由电子通过外电路与空穴复合即可产生电流。 紫外－可见分光光度计 光电检测器 又称真空光电二极管。由一个阴极和一个阳极构成，装在抽成真空的玻璃或石英管内。阴极为一金属的半圆筒，内涂碱金属及其它材料组成的光敏物质，阳极为金属镍环或镍片。 当光照射到阴极上的光敏物质上时，光敏物质发射光电子，光电子在两极之间施加的正电压的作用下加速流向阳极，经阳极收集产生光电流。光电流在负载电阻两端产生一个电位降