紫外可见分光光度计(UV-Vis Spectrophotometer)是一种用于测量物质对紫外(UV)和可见光(Vis)区域光谱吸收特性的分析仪器。它广泛应用于化学、环境、生物、材料等多个领域的定性和定量分析。本文将介绍其基本工作原理。
光的吸收与光谱原理
紫外可见分光光度计基于物质分子对特定波长光的吸收特性。当光通过样品时,样品分子吸收部分光能,使透射光的强度减弱。通过测量吸光度(吸收程度),可以分析样品的性质和浓度。
仪器组成
紫外可见分光光度计主要由以下几个部分组成:
光源:提供连续的紫外和可见光。通常采用氘灯(产生紫外光)和钨灯(产生可见光)。
单色器(光栅或棱镜):将光源发出的复合光分离成单色光,即特定波长的光。
样品室:放置待测样品的容器,通常使用石英或玻璃比色皿。
检测器:测量通过样品后的光强,常用光电倍增管或光电二极管。
信号处理系统:将检测器输出的电信号转换成吸光度或透射率的读数。
工作过程
光源发射光线,经过单色器被分成特定波长的单色光。
单色光通过样品室,样品吸收一定波长的光,导致透射光强度降低。
检测器测量透射光强度,将其转换成电信号。
信号处理系统计算吸光度,根据朗伯-比尔定律(A = log(I?/I),其中I?为入射光强度,I为透射光强度)得出样品的吸光度。
数据输出和显示,用户根据吸光度数据进行分析。
朗伯-比尔定律基础
朗伯-比尔定律是紫外可见分光光度计定量分析的理论基础。它表明吸光度与样品浓度和光程长度成正比,从而实现样品浓度的测定。
总结
紫外可见分光光度计通过测量样品对紫外和可见光的吸收程度,利用光的单色化和检测技术,定量分析样品成分。其工作原理依托于光的吸收特性和朗伯-比尔定律,是现代化学分析中不可或缺的重要工具。