光电比色法和光密度值(OD值)的理解

光电比色法和光密度值（OD值）的理解
选修1测定亚硝酸盐含量测定用到光电比色计，这种测定的方法
叫光电比色法。

光密度值又称O D值，它是必修1教材中提到的吸
光度值。

这个值的测量需要光电比色计，原理涉及到物理学的光学
原理，现在还有更高档的分光光度计来测量光密度值。

问题：光电比色法的原理是什么？什么是光密度值？
01
光电比色法的原理
利用光电池或光电管等光电转换元件作检测器，来测量通过有色溶液后透射光的强度，从而求出被测物质含量的方法叫做光电比色法。

基于此而设计的仪器叫做光电比色计。

光电比色计
1．光电比色计结构
一般的光电比色计由光源、滤光片、比色皿、光电检测器、放大和显示等六部分组成，如下图所示。

光源发出的复合光经滤光片滤波后，变为近似的单色光。

此单色光通过比色皿时，被里面的样品吸收掉一部分，然后照射在光电检测器上。

光电检测器将光信号的强弱转变为电信号的大小，最后经放大，由显示部分显示出测量结果。

2．光电比色法原理
光电比色法是借助光电比色计来测量一系列标准溶液的吸光度（O D 值），绘制标准曲线，然后根据被测试液的吸光度，从标准曲线上求出被测物质的含量的。

02
光密度值（OD值）
光密度医学上习惯称为吸光度值，检测单位用A值表示，O D是optical density（光密度）的缩写，表示被检测物吸收掉的光密
度，O D＝1og（1/trans），其中t r a n s为检测物的透光率/透光值。

光学密度是入射光与透射光比值的对数或者说是光线透过率倒数的对数，如下图所光密度值O D值=lg（I0/I t）。

光学密度定义为材料遮光能力的表征。

同时也可以用透光率仪测量。

光密度没有量纲单位，是一个对数值，通常仅对镀铝薄膜和珠光膜进行光密度测量。

O D值除了在医学上的应用，同时光密度参数应用于检测镀铝膜镀膜层厚度的均匀性；目前市场上有专用的光密度仪-LS117光密度仪，用于检测镀铝膜的镀膜厚度品质。

其次，知道了什么是光密度值，就很容易理解增大光程，可以增加吸收放射光，从而增加光密度值。

总之，如何控制光密度值（O D值）（一般在0.5－0.8范围），一是需要考虑光程（比色皿的厚度），二是需要考虑溶液的浓度。

03
拓展：关于互补色光
在光学当中，黑色意味黑暗，它将所有光线都吸收了，它不是人能看见的。

白色则是约等于所以光线的混合体，太阳光就是白光的常见形式。

阳光下，人们用三棱镜将光线投影在墙上，能看见白光被分为红橙黄绿青蓝紫。

所谓的互补光线，是指两种光线合二为一成为了白光，它们俩就是互
补光线（如图）。

有两个有趣的现象是：
第一个现象是红橙黄绿青蓝紫里面，青和蓝中间加个青蓝，八种色彩按照顺序排列，再者相互对应，即红对青，橙对青蓝，黄对蓝，绿对紫，他们刚刚好成为互补色光。

第二个现象是比如有一杯紫色的水，我们看到它是紫色的，实际上它可以说是绿色的。

因为它吸收了绿色，将不需要的紫光反射出去，所以我们看见的是一杯紫色的水。

而绿色和紫色，要的和不要的刚刚好能成为互补色光，蛮奇妙的（如图）。

04
典型试题解析
试题：已知氨和纳氏试剂反应生成淡红色络合物，用光程为1c m的比色杯在570n m处测定光密度值，若光密度值偏低，应选择（）
A.增大光程，光波长不变
B.增大光程，光波长增加
C.减小光程，光波长不变
D.减小光程，光波长不变
答案：A
解析：光程就是指溶液的厚度，通俗地说，比色杯的光程指的是单色光线通过的路程（光程）。

1c m比色杯是指入射光通过该比色杯溶液的路程（光程）是1c m。

改变比色杯规格就能改变O D值，试题中说O D值偏小，增大光程，吸收更多的光，光密度值增大，选择A。

考虑单一变量，不选择B。

另外，光波长的改变情况还和溶液的成份有关，也就是说，测样品时你需要的光波长，取决于测定溶液的光谱特性，还不能轻率地下这样的结论，需要实验去证明。