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紫外分光光度計原理詳解
紫外分光光度計是一種重要的化學(xué)分析儀器,廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的定性和定量分析。其工作原理基于物質(zhì)對光的吸收特性,即物質(zhì)中的分子和原子能夠吸收特定波長的光能量,發(fā)生分子振動能級躍遷和電子能級躍遷。
紫外分光光度計的基本結(jié)構(gòu)包括五個部分:光源、單色器、吸收池、檢測器和信號指示系統(tǒng)。光源發(fā)出連續(xù)輻射光,這些光經(jīng)過單色器被色散為單色光。單色光照射到吸收池,一部分光被樣品溶液吸收,未被吸收的光則通過檢測器,將光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)換為電信號變化。最終,信號顯示系統(tǒng)將電信號放大并顯示出來,通常以吸光度(A)或透射比(T)的形式表示。
在光源方面,紫外分光光度計常用的有兩類光源:熱輻射光源和氣體放電光源。熱輻射光源如鎢燈,適用于可見光區(qū);氣體放電光源如氘燈,則適用于紫外光區(qū)。根據(jù)實驗需求,可以在紫外光區(qū)和可見光區(qū)之間切換光源。
單色器的作用是將光源發(fā)出的復(fù)合光色散為單色光。光柵是一種常見的單色器,它由一系列等寬、等距離的平行狹縫組成,利用光的衍射與干涉作用實現(xiàn)色散。光柵單色器具有高分辨率和寬波長范圍的優(yōu)點,能夠精確到0.2nm。
吸收池是用于盛裝待測液并決定透光液層厚度的器皿,也稱為比色皿。根據(jù)材質(zhì)不同,吸收池可分為玻璃吸收池和石英吸收池,分別適用于可見光區(qū)和紫外光區(qū)的測定。
檢測器是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置,常用的有光電池、光電管、光電倍增管及光電二極管陣列檢測器等。光電倍增管不僅靈敏度高,而且響應(yīng)速度快,是目前中高檔分光光度計的首選檢測器。
信號顯示系統(tǒng)則負(fù)責(zé)將檢測器輸出的信號放大并顯示出來。新型分光光度計多采用數(shù)字電壓表等顯示裝置,并配備計算機(jī)數(shù)據(jù)處理器,能夠直接繪制出吸收(或透射)曲線。