[化学]讲座8基础5光学2011.ppt

第五章光学测量技术与仪器 第一节 阿贝折射仪 (Abbé refractometer) 第二节 旋光仪 (Polarimeter) 第三节 分光光度计 (Spectrophotometer) 第一节阿贝折射仪Abbé refractometer 一束光从介质A进入介质 B 时发生折射，折射现象遵从折射定律： 第一节阿贝折射仪Abbé refractometer 第一节阿贝折射仪Abbé refractometer 第一节阿贝折射仪Abbé refractometer 第一节阿贝折射仪Abbé refractometer 第一节阿贝折射仪Abbé refractometer 只要已知棱镜的折射率 n棱，通过测定待测液体的临界β0 就能求得待测液体的折射率n液..实际上测定β0 值很不方便。 当折射光从棱镜出来进入空气又产生折射，折射角为β0′，n液与β0′之间的关系为： 第一节阿贝折射仪Abbé refractometer 在实际测量折射率时，使用的入射光非单色光，是多种单色光组成的普通白光，因不同波长的光折射率不同而产生射散，在目镜中看到一条彩色的光带，没有清晰的明暗分界线，为此，在阿贝折射仪中安了一套消色散棱镜(补偿棱镜)通过调节消色散棱镜，使测量棱镜出来的色散光线消失，明暗分界线清晰，此时测得的液体折射率相当于用单色光钠光 D 线所测得的折射率 nD ※。 第一节阿贝折射仪Abbé refractometer 四、阿贝折射仪的使用注意事项（自学，重要） ★注意保护棱镜，清洗时只能用擦镜纸而不能用滤纸 ★加试样时不能将滴管口触及镜面，不得测量酸碱等腐蚀性液体。 ★每次测定时，试样要涂满镜面。 ★保持仪器清洁及刻度盘，每次实验完毕，要用丙酮清洗擦干，后用两层擦镜纸夹在两棱镜镜面之间，以保护镜面。※ 第一节阿贝折射仪Abbé refractometer 五、数字阿贝折光仪 数字阿贝折光仪的工作原理与上面的完全相同，但读数时仪器的角度－数字转换系统将角度量转换成数字量，而后数字显示出被测样品的折光率。 第二节旋光仪(Polarimeter) 一、基本原理 1. 旋光现象、旋光度 使偏振光的振动面旋转的性质叫做物质的旋光性。凡有旋光性的物质称为旋光物质。 右旋性物质：对着光的传播方向看，偏振光通过旋光物质时，使偏振面右旋的物质(顺时针)。 左旋性物质：使偏振面左旋的物质.※ 第二节旋光仪(Polarimeter) 第二节旋光仪(Polarimeter) 第二节旋光仪(Polarimeter) 这两束光线到达加拿大树脂面时，折射率大的寻常光被全反射到底面上的涂层被吸收，折射率小的非寻常光则通过棱镜，这样就获得了一束单一的平面偏振光。 如让起偏镜产生的偏振光照射到另一个透射面与起偏镜透射面平行的尼柯尔棱镜，则这束平面偏振光也能通过第二个棱镜。※ 第二节旋光仪(Polarimeter) 第二节旋光仪(Polarimeter) 六 旋光仪的应用： 在化学工业中，用于测定旋光性物质的浓度。 用于测定有机化合物的结构。 第二节旋光仪(Polarimeter) 由于物质结构不同对上述各能级跃迁所需能量都不一样，因此对光的吸收也就不一样，各种物质都有各自的吸收光带，因而就可以对不同物质进行鉴定分析，这是光度法进行定性分析的基础。※ 第三节分光光度计 Spectrophotometer 第三节分光光度计 Spectrophotometer 第三节分光光度计 Spectrophotometer 单色器比较常用的是棱镜和光栅棱镜 棱镜是分光的主要元件之一，一般是三角柱体。由于其构成材料不同，透光范围也就不同，比如，用玻璃棱镜可得到可见光谱，用石英棱镜可得到可见及紫外光谱，用溴化钾(或氯化钠)棱镜可得到红外光谱等。 光栅 单色器还可以用光栅作为色散元件，反射光栅是由磨平的金属表面上刻划许多平行的、等距离的槽构成。辐射由每一刻槽反射，反射光束之间的干涉造成色散。 当一束平行光通过均匀、不散射的溶液时，一部分被溶液吸收，一部分透过溶液。能被溶液吸收的光波长取决于溶液中分子发生能级跃迁时所需的能量。所以物质对某波长的特定吸收光谱可作为定性分析的依据。 理论基础：朗伯—比耳定律，当入射光波长，溶质,溶剂以及溶液的温度一定时，溶液的光密度和溶液层厚度及溶液的浓度成正比，若液层的厚度一定，则溶液的光密度只与溶液的浓度有关，※ 式中：C 为溶液浓度，A（E）为某一单色波长下的光密度 (又称吸光度) ，I0 为入射光强度， I为透射光强度， T为透光率，ε为摩尔消光系数（指当溶液以1mol.L-，溶液厚度以1cm 时的吸光度），l为液层厚度。 当待测物质的厚度一定时，光密度与被测物质的浓度成正比。则可由已知浓度标准溶液的吸光度，可求未知溶液的吸光度或浓度。 二、分