紫外-可见光光谱解析

栅极，Grill
光束 屏蔽
紫外-可见光光度计
检测器
光束 阴极
e
阳极丝（Ni）
光电池
抽真空

光谱分析法

光谱分析法
吸收光谱法
当辐射光通过固体、液体或气体样品中的一个透明层时，样品 的粒子(分子、原于或离子)会选择性地吸收某种频率的辐射能，从 低能态 M(基态) 跃迁至高能态 M*( 激发态 )，这种现象称为光的吸收。 为了使吸收现象发生，电磁辐射的能量必须与吸收粒子的基态 与激发态的能级差相当。由于各种粒子的结构不同，造成能级差不 尽相同，所以各种粒子吸收线的波长或频率不同。因此．对吸收线
紫外-可见光光度计
吸收池
也叫比色皿，有玻璃的，有石英的，在紫外区须
采用石英池，可见区一般用玻璃池。 。要求自身对
光的吸收要小。
紫外-可见光光度计
利用光电效应将透过吸收池的光
检测器
信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或
光电倍增管。
石英套
光 电 倍 增 管
阳极
1个光子产生106~107个电子
T = I / I0 －透光率
紫外-可见光光度计
原理
0.575
光源
单色器
吸收池
检测器
显示
紫外-可见光光度计
光源
在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光 谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的 使用寿命。
可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在 320～2500 nm。
紫外区：氢、氘灯，发射185～400 nm的连续 光谱。

分析原理
朗伯定律
1729年波格尔在实验中发 现物质对光的吸收与吸光物 质的厚度有关。朗伯—波格 尔的学生进一步研究指出： 当溶液的浓度一定，光的吸 收程度与液层厚度成正比， 这就是朗伯定律。 表示为： A=k1b
A——吸光度
K1——比例常数

分析原理
1852年比尔（beer）在研
究各种无机盐对红光的吸
E = h = h c /
（Planck常数：h=6.626 × 10
-34
J × S )
光的波长越短（频率越高），其能量越大。
白光（太阳光）：由各种单色光组成的复合光
单色光：单波长的光（由具有相同能量的光子组成）

光
光
电磁波包括无线电波、微波、红外光、可见光、紫外 光、x射线等。按照其频率或波长的的大小排列，可见光
物质对光的选择性吸收
将不同波长的单 色光通过一定的 有色溶液，分别 测出对各种波长 的光的吸收程度 （A）。以波长 为横坐标，吸光 程度为纵坐标作 图，所得的曲线 称为吸收曲线或 吸收光谱曲线。
有色溶液对光的吸收情况， 常用光吸收曲线来描述。

物质对光的选择性吸收
从吸收曲线可以看到： 1. 同一浓度的有色溶液 对不同波长的光有不 同的吸光度; 2. 对于同一有色溶液， 浓度愈大，吸光度也 愈大； 3. 对于同一物质，不论 浓度大小如何，最大 吸收峰所对应的波长 (最大吸收波长 λmax) 不变.并且曲线的形状 也完全相同。

光谱分析法
发射光谱法
方法名称
激发方式
作用物质或机理
检测信号
原子发射 光谱法 原子荧光 光谱法
电弧、火花、 等离子炬等
气态原子的外层电子
紫外、可见光
高强度紫外、可见光 气态原子的外层电子
原子荧光
分子荧光 光谱法
紫外、可见光
分子
荧光 （紫外、可见光）
物质对光的选择性吸收
当光束 照射到物质 上时，光与 物质发生相 互作用，于 是产生反射、 散射、吸收 或透射。
分子外层的电子
吸收后的紫外 可见光
原子吸收光谱法
紫外、可见光
气态原子 外层的电子
吸收后的紫外 可见光
红外光谱法
红外光 （1.5～2.5μ）
分子的振动
吸收后的红外光

光谱分析法
发射光谱法 当粒子(分子、原子或离子)吸收能量后，从低能态跃迁至高能
态，处于高能态的粒子是不稳定的，在短暂的时间内(约10-8s)，又
紫外-可见光光度计
单色器
将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出 任一波长单色光的光学系统。 入射狭缝：光源的光由此进入单色器； 准光装置：透镜或返射镜使入射光成为平行光束； 色散元件：将复合光分解成单色光；棱镜或光栅； 聚焦装置：透镜或凹面反射镜，将分光后所得单色
光聚焦至出射狭缝；
出射狭缝: 光源进入吸收池。
只是电磁波中一个很小的波段。

光
光
能复合成白光的两种颜色的光叫互补色光。
物质所显示的颜色是吸收光的互补色。

光谱分析法
光谱分析法
吸收光谱法 发射光谱法 荧光光谱法
拉曼光谱法
光谱分析法是根据物质发射、吸收电磁辐射或电磁辐 射与物质间相互作用而建立起来的一类分析方法。电磁辐 射与物质相互作用的方式有发射、吸收、反射、折射、散 射、干涉、衍射、偏振等。
波长及强度的研究，可以提供样品的性质，结构及含量的信息。 根据吸收光谱所在的光谱区域及吸收粒子的差别，主要可分为： 紫外—可见吸收光谱法、原子吸收光谱法及红外光谱法，此外还有 核磁共振波谱法及X射线吸收光谱法。

光谱分析法
吸收光谱法
方法名称
辐射能
作wk.baidu.com物质
检测信号
紫外--可见分光 光度法
紫外、可见光
第8章 紫外-可见光光谱分析






光 光谱分析法 物质对光的选择性吸收 分析原理 紫外-可见光光度计 分析应用

光
光
= c ； 波数 = 1/ = /c
光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的波动性可用
波长、频率、光速c、波数（cm-1）等参数来描述： 光是由光子流组成，光子的能量：
收后又指出：当单色光通 过溶液层的厚度一定时， 溶液的吸光度与溶液的浓 度成正比，即比尔定律， 表示为： A = log（ I0/ I ) = K2c

分析原理
将朗伯定律和比尔定律合并，即为朗伯比尔定律。
A = log（ I0 / I ) = log（ 1/ T) = kcb
k－吸光系数
A－吸光度.为无因次量 b－液层厚度.一般单位为cm
若以光的形式释放能量，则得到发射光谱。 由于各种元素的原子结构或化合物的分子结构不同，造成能级 差不同，发射光谱的特征波长也各不相同。根据发射光谱所在的光
从高能态返回低能态或基态，在此过程中，将吸收的能量释放出来，
谱区和激发方法的不同以及待测物质粒子的差别，主要可分为：原
子发射光谱法、原子荧光光谱法及分子荧光光谱法，此外还有 X 射 线荧光分析法、磷光光谱法及化学发光分析法等。