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分光光度计的基本工作原理是什么?
来源:www.xaxdyb.com
分光光度计的基本工作原理是基于物质对光的吸收特性,遵循朗伯 - 比尔定律,具体内容如下:
光源产生复合光:分光光度计的光源能发出包含多种波长的复合光。常见的光源有钨灯(用于可见光区,波长范围约 350 - 1000nm)和氘灯(用于紫外光区,波长范围约 190 - 380nm) 。例如在测定可见光区物质的吸光度时,钨灯发出连续的可见光,为后续的分光和吸收测量提供基础光源。
分光系统分离出单色光:复合光通过分光系统(如棱镜或光栅)后,不同波长的光因折射或衍射角度不同而被分离,从而获得特定波长的单色光。以光栅分光为例,光栅上有许多平行的刻线,复合光照射到光栅上时,不同波长的光会在不同的方向上产生衍射,通过调整角度可以选取所需波长的单色光。
单色光照射样品:分离出的单色光通过样品池照射到样品上。样品中的物质分子会吸收特定波长的光,吸收的程度取决于物质的浓度、分子结构以及光程等因素。比如,含有特定发色团的有机化合物会吸收特定波长的紫外或可见光,使得透过样品的光强度减弱。
检测光强度并转换为电信号:透过样品的光到达检测器(如光电管、光电倍增管等),检测器将光强度转换为电信号。光强度越强,产生的电信号越大;反之,电信号越小。例如光电倍增管可以将微弱的光信号放大并转换为较大的电信号,便于后续的测量和处理。
依据朗伯 - 比尔定律计算吸光度:朗伯 - 比尔定律表明,物质对光的吸收程度(吸光度 A)与物质的浓度(c)、液层厚度(b,即光程)成正比,公式为
A=εbc
 ,其中
ε
为摩尔吸光系数(与物质的性质和光的波长有关)。通过测量透过样品前后光强度的变化,计算出吸光度,进而可以根据已知的标准曲线或公式,确定样品中待测物质的浓度。
分光光度计通过以上一系列过程,实现对物质的定性和定量分析,在化学、生物学、医学、环境科学等众多领域有着广泛的应用。
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