第十章 紫外可见分光光度法

第十章紫外可见分光光度法
（Ultraviolet visible spectrophotometry, UV）
§概述
依据物质发射或吸收辐射能或辐射能与物质的相互作用而建立的分析方法，广义上都称为光谱分析（Spectral Analysis）。

首先我们要了解辐射能与物质相互作用的特点及各种光谱的产生。

一、电磁辐射与电磁波谱
辐射是一种能量形式，具有电和磁的特性，故又称电磁辐射或电磁波；电磁辐射：是一种以巨大速度通过空间而不需要任何物质作为传插媒介的量子流，它具有波粒二象性。

它包括很宽的频率范围，从波长短至可见光的十万分之一的r射线到波长为千米长的无线电波。

电磁辐射具有波动和粒子的两重性，简单可以看成是一种平面偏振波，由单一平面上振动的电场矢量（E）和垂直于电场矢量在另一平面上振动的磁场矢量（M）组成，而两者都垂直于它的运动方向作周期性变化。

当碰撞到物体时，辐射的电或磁矢量与带有电荷或磁矩的粒子作用，在辐射与物质之间发生能量传递。

在多数情况下，这种能量传递，电矢量起作用，因此一般用电矢量来描述辐射的性质，而频率、波长、速度等是描述电磁场辐射特性的主要参数。

1.光的波粒二象性（电是一种电磁波）
E=hγ=hc/λ(γ=c/λ)= hv/λ
１
γ:频率为每秒钟内正弦波振动次数，其大小决定于波源，与传插介质无关，以周数/秒表示，单位为Hz（1Hz=1周·秒-1）
v: 波的传播速度，它不是常数，随传播介质而改变。

但是所有电磁波在真空中传播速度都约为3.0×1010cm/s, (V=C=3.0×1010cm·s-1)，因此在真空或接近真空介质中传播辐射，其波长与频率的关系则为：λ=C/γ。

普朗克提出了量子学说，1905年爱因斯坦引用普朗克的量子论理并加以推广，提出了光子学说，认为辐射能的最小单位是光子，光子的能量E等于普朗克常数与频率辐射的乘积，即E=hγ。

h: 6.62×10-34丁·S-1E：J或ev（1ev=1.60×10-19J）
显然辐射以一个光子的能量表示粒子的概念，而辐射的频率则是波动的概念，从而将辐射的波动和粒子理论联系起来。

2. 电磁波谱
电磁辐射按波长顺序排列称为电磁波谱。

电磁波谱能量很宽，从几百万电子伏特的宇宙射线到10-9ev的无线电波和核磁共振谱，在波长和频率上相差15个数量级（见书中表），其波长范围几乎全部区域的辐射，都建立了特殊的应用，而在可见谱区的仪器则最简单. 紫外（包括远紫外和近紫外，波长范围10-400nm），可见(λ范围400-780nm)及红外（包括近、中和远红外波谱区λ范围780nm-1000μm）合称光学光谱区。

电磁辐射和物质作用产生许多不同的现象，如发射、吸收、发光、散射、反射、折射等。

其中主要讨论辐射的吸收和发射。

２
3.辐射的吸收和发射：
构成物质的每一种基本体系——核、原子、分子，具有一定数量的特定的能级。

当它们曝露在辐射束中或被具有一定能量的粒子轰击时，可以从基态跃迁到激发态（激发态寿命很短，约为10-8秒）。

处于激发态的分子（或原子）通常以热的形式释放出能量，回到基态；有些情况体系从高能态跃迁到低能态时就发射相应的辐射。

孤立核、原子或分子的能级是特征的。

我们测量试样发射或吸收的辐射，就能获得有关它们的能级信息。

如果把测得的发射或吸收强度对电磁辐射能量（γ、λ）作图，这就是光谱。

光谱能提供物质的内部特征的能级结构的信息。

特定能级之间跃迁所产生的发射或吸收强度同浓度之间有着一定关系，通过适当计算便可以从强度求得作用物的浓度。

4.各种吸收光谱法
1）原子核对γ射线的共振吸收
原子核与核外电子及核外场（如电磁场、引力场、温度和压力等）在一定条件下相互影响。

（γ射线谱）
2）原子吸收
X射线：X射线吸收光谱产生于最内层电子的跃迂，原子吸收光谱分析法：（基态原子）基于物质所产生的原子蒸气对待测元素特征谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。

3）由外磁场感应的吸收（电磁辐射——射频）
在电磁波作用下，原子核在外磁场中的磁能级之间的共振跃迁现
３
象，称为核磁共振。

例依据谱线的宽度，谱线的形状，谱线的面积等，通过磁共振谱线的特性来确定各种各样分子的结构，而且在分析时不破坏样品本身就能确定其结构。

4）分子吸收
物质对光有选择性的吸收，其吸收光谱取决于物质的结构。

物质分子内部有三种运动方式，价电子绕核运动，分子内原子在其平衡位置附近的振动和分子本身绕其重心的转动。

因分子具有电子能级，转振动能级和转动能级，即分子的能量E=E e+E v+Eγ，对于双原子分子的电子、振动、转动能级如图3-1。

A、B为电子能级，每个电子能级中有若干个振动能级。

用V=0，1，2，3……表示，每一个振动能级中有若干个转动能级，用J=0，1，2，3……表示。

分子从外界吸收能量后，就能引起分子能级的跃迁，即从基态能级跃迁到激发态的能级，分子能吸收能量同样具有量子化的特征，即分子只能吸收等于二个能级之差的能量：
ΔE=E
2-E
1
=hγ=hc/λ=ΔE e+ΔE v +ΔE
γ
由于三种能级跃迁所需能量不同，以所需波长要不同的电磁辐射使它们
跃迁，即在不同光学区出现吸收谱带。

二、紫外可见吸收光谱——分子光谱
电子能级跃迁所需的能量较大，其能量一般在1-20ev，振动能级间能量
差次之（0.05-1ev），转动能级Ev=1/10 E
丁
,能量差最小（0.005-0.05eV）。

例：ΔE=5eV, 则：λ=hc/ΔE
=6.62×10-34×3.0×1010/5×1.60×10-19
４
=2.48×10-5cm=248nm
由于电子能级跃迁而产生的吸收光谱主要处于紫外及可见光区（200-780nm）。

这种分子光谱称为电子光谱或紫外及可见光谱。

在电子能级跃迁时不可避免地产生振动能级的跃迁。

振动能级能量差在（一般）0.05-1eV之间。

如果能量差为0.1eV，则它为5eV的电子能级间隔的2％，所以电子跃迁并不是产生一条波长的为248nm，而是产生一系列的线，其波长间隔约为248×2％≌5nm。

实际上观察到光谱要复杂得多。

这是因为还伴随着转动能级跃迁的缘故。

若间隔是0.005eV，则它为5e的0.1%，相当于波长间隔是248×0.1％=0.25nm。

可见紫外可见吸收光谱，一般包含若干谱带系，不同谱带系相当于不同的电子能级跃迁，一个谱带系（即同一电子能级跃迁）含有若干谱带，相当于不同的振动能级跃迁。

同一谱带又包含有若干光谱线，每一条线相当于转动能级的跃迁，它们的间隔如上所述约为0.25nm，观察到的为合并成较宽的带，所以分子光谱为带状光谱。

这是分子吸收光谱的特点。

如果用红外线（λ=0.78-50um，相当能量约为1-0.025eV）照射分子，则此电磁辐射的能量不足以引起电子能级跃迁，只能引起振动能级和转动能级的跃迁，这样得到的吸收光谱为振动转动光谱或称为红外光谱。

若用能量更低的远红外线（50-300um，E=0.025eV）照射分子，则只能引起转动能级和振动能级的跃迁，这样得到的吸收光谱称为转动振动光谱或远红外光谱。

2.吸收光谱
三、紫外——可见吸收光谱与分子结构的关系
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紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。

这种吸收光谱决定于分子中价电子的分布和结合情况。

按分子轨道理论，在有机化合物中有几种不同性质的价电子。

（一）有机化合物对光选择性吸收
1、电子跃迁类型
根据分子轨道理论，当两个原子结合，组成共价键时，原子中参与成键的电子组成新的分子轨道，两个成键原子的原子轨道组成一个能量较低的成键分子轨道和一个能量较很高的反键分子轨道。

同时由于电子对组成共价键可以分为σ键和π键，当原子轨道头碰头重叠时，形成σ键，平行（肩并肩）重叠时（P轨道重叠）形成π键。

分子轨道理论认为，一个成键σ轨道定有一个相应反键σ*轨道，一个成键π轨道必定有一个相应的π*反键轨道。

形成单键电子称为σ键，形成双键的电子称为π键电子；O、N、S、X等含有未成键的孤对电子，称为n 电子分子外层电子跃迁分成如下四类：
a. σ→б*跃迁：由基态σ轨道跃迁到反键б*轨道，饱和碳氢化合物产生跃迁类型。

由于σ键电子不易激发，只有吸收很大能量后，才能产生σ→б*跃迁，因而一般在远紫外区（10-200nm）才有吸收带。

远紫外区又称为真空紫外区，这里由于小于160nm的紫外光要被空气中的氧所吸收，因此需要在无氧或真空中进行测定，目前还应用不多。

由于这类化合物在200-1000nm范围内无吸收带，在紫外吸收光谱中常用作溶剂（如已烷、庚烷、环已烷）。

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甲烷：吸收峰为125nm， 乙烷为135nm
b. π→π*跃迁：
（λ在200nm 左右）（电子从π轨道跃迁到π*轨道）发生在任何具有不饱和键有机化合物分子。

如CH 2=CH 2的λmax=165nm， CH 3C-CH 3的λmax=188nm。

丁二烯：λmax=217nm，ε很大
（>104）
，强吸收。

C． n→б*分子中未成键的n 电子激发到б*反键轨道的跃迁。

含有杂原子-OH、-NH 2、-X、-S 和卤素的有机物。

这类原子中有n 电子，n
电子较σ键电子易于激发，使电子跃迁所需能量较σ→б*小，吸收峰向长波方向移动（红移），甲烷跃迁范围在125-135nm（远紫外区），碘 甲烷（CH 3I）的吸收峰则处在150-210nm（σ→σ*）和259nm(n→σ*),
上式中*表示激发态电子。

而CH 2I 2、
CHI 3的吸收峰则分别为292及349nm。

这种能使吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色团，如-NH 2、-NR 2、-OH、-OR、-SR、-Cl、-Br、-I。

d. n→π*分子中未成键n 电子激发到反键π*轨道。

如含有N、S、O、P 杂原子有机化合物，其跃迁发生在不饱和基团（含有杂原子的重键化合物如-C=0、-C≡N、-N 0）。

实际n→π*跃迁所需能量最小，λmax 一般在近紫外区和可见光区。

(如饱和酮、醛， n→π*跃迁在285nm 附近)
它们所需能量的次序如下：
ΔE σ→σ*>ΔE π→π*>ΔE n→σ*>ΔE n→π*
σ*
E π*
n
π
σ
分子中价电子能级跃迁示意图
在这四类跃迁中，n→π*、π→π*跃迁所需能量在紫外或可见光区，吸收波长可用紫外可见分光光度计测。

但n→π*和π→π*吸收有两个很大区别，第一，吸收强度不同，π→π*跃迁摩尔吸光系数大（ε=104）；n→π*跃迁吸收强度较弱，其ε约为10-100范围内。

第二，溶剂极性对
红移这两种吸收峰波长影响不同，当溶剂极性增强时，π→π*跃迁λ
max
（长移），n→π*跃迁的λmax则短移（或紫移）。

2.有机化合物紫外吸收光谱
1] 饱和烃 σ→σ* n→σ*
2]不饱和脂肪烃： π→π* 共轭π键λmax→红移，发色团：分子内存在一个或多个象C=0，C=C，N=N这些含有π电子基团，会使物质具有颜色的基团称为发色团。

助色团：会增大某一发色团的发色能力，这样基团称为助色剂。

一般是一些含有未共享的n电子对的O、N或X原子，如-OH、-NH2、
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-Br等。

（二）无机化合物对光的吸收
1.电荷转移吸收光谱：
吸收辐射能后发生了一个电子从体系一部分（电子给予体）转移到体系的另一部分的过程，这样获得吸收光谱称为电荷转移吸收光谱。

EtOH
醌
醌氢醌（内氧化还原过程）
2.d-d跃迁：（配位体场吸收谱）
配位体场吸收谱带指的是过渡金属水合离子或过渡金属离子与显色剂所形成的配合物在外来辐射作用下，由于吸收了适当波长的可见光（或紫外光），从而获得相应的吸收光谱。

§第二节光的吸收定律
一、Lambert Beer 定律
1. 吸光度、透光度
I0=I a+I t+I r=I a+I t
透光度T（transmitance）T=I t/I。

吸光度A=lg（I0/It） =-lg T: 表示物质对光吸收程度T=10-A
2. Lambert Beer 定律
A=Kbc
当一束平行单色光通过均匀稀溶液时，溶液吸光度与溶液的浓度
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１０及液层厚度的乘积成正比。

A=K ·b ·c
K ：比例系数 b: 液层厚度 C ：吸光物质浓度
K ：与吸光物质的性质、λ射光波长及溶剂等因素、吸光物质所用浓度单位有关。

C ：mol/L 时
1）K ： 称摩尔吸光系数，用ε来表示。

物理意义：当b=1cm, C=1mol/L 时，则A=K 或K=A/bc=ε（L/molcm） ε是物质吸光在一定波长和溶剂情况下的特征常数，它可以作为定性鉴定的参数，也可以用来评价定量方法的灵敏度。

其与C、b 大小无关。

2）吸光系数 a: C 以g/L 时， a : L/g·cm
当b=1 cm C=1g/L 时， 则 A=εbc 1=abc 2
a=A/bc ε=M·a ε/a=C 2/C 1=(m/v )/(m/Mrv)=Mr
Lambert-Beer 定律：无限小的薄层db 所吸收辐射强为dI, 相应于λ射辐射强度减弱dI ，则Lambert-Beer 定律推导如下： 物质吸收辐射的过程可表示为：
M+hr →M*物质分子俘获光子后转变为激发态M*, M*以热形式放出能量。

吸光物质获得光子的几率与吸光质点的面积有关，俘获分数-dI/I ，令ds 代表Sdb 这一小体积中被照射而又能俘获光子的吸光质点的面积，俘获光子的几率就是俘获（ds ）面与总面积（s ）之比ds/S ，即俘
获分数就统计学观点来说就等俘获几率：-dI/I=ds/S
ds: 是截面内每个质点俘获面的总和
ds=kdn
K：各种吸光物质的每一单位量（分子、mol、g）的俘获面积；dn 代表各种吸光物质在Sdb体积中存在的数目
∴-dI/I=kdn/s
-∫It I0dI/I= ∫0n kdn/S
-ln It/I
=kn/S
又∵S=V/L n=V·C
= KCL
∴-ln It/I
-lg It/I0 = KCL
A=KCL
3)百分吸光系数E1cm1%
在化合物组成成分不明的情况下，分子量（或式量）无法知道，因而ε无法确定，常使用E1cm1%
当b=1 cm 时， C=1 g/100ml =10g/L (C用百分比浓度表示)
A=K= E1cm1%
E11%cm=A/b·c
物理意义：某种物质的百分之一溶液，于1cm长的吸收池中的吸光度。

∴E1cm1%=10a=10×ε/m
１１
在药典中常规定某一药物的比吸光系数的数值作为检定标准，例VictB12在278、361及550nm处有三个吸收峰，它们的比值规定在如下范围内：
E1cm1%361nm/ E1cm1%278nm=1.62/1.88
E1cm1%361nm/ E1cm1%550nm=2.83/3.45
例：VitB12 m=100mg Mr=13555, V=25.00ml b=0.5cm A=0.414 求：ε361nm, a, E1cm1% 361nm
解：C=1.00×10-3/2.500×10-3=4.00×10-2g/L=4.00×10-3g/100ml =4.00×10-2/1355 mol/L =2.95×10-5
∴ε=A/bc=0.414/0.5×(4.00×10-2/1355)=2.80×104
a=ε/M=2.80×104/1355=20.7
或 a=A/bc=0.414/0.5×4.00×10-2
=20.7
E1cm1% 361nm=A/bc=0.414/0.5×4.00×10-3=207
二、吸收曲线
紫外吸收光谱术语
驶
A-λ作图λmax λmin肩峰λsh
主色团助色团红移蓝移
2. VitB12
三、偏离比尔定律的因素
１２
1.化学因素：
溶液中溶质可因浓度改变有离解，缔合、与溶剂间作用等因素（配位……）
例：K2Cr2O7水溶液
Cr2O72-+H2O = 2H++2 Cr2O42-（离解）
（强酸）（强碱）
例：0.01mol/L K2Cr2O7 2- λmax=450nm A=0.350 (稀释一倍)
0.005mol/L K2Cr2O7 2- λmax=450nm A=0.200
2. 待测组分的浓度过高（C<0.01mol/L）
3.光学因素
a.非单色光（定律一个前提是λ射光为单色光）
单色器性能，棱镜， 光栅
所用λ射光都是具有一定波长范围的光；这一宽度称为谱带宽度（band width），常用半峰宽来表示。

即分离出来单色光，同时包含所需波长的光和附近波长的光。

-λ1= ±1nm
S=λ
2
2)杂散光（stray light）
从分光器得到的单色光中，还有一些不在谱带宽度范围内的与所需波长相隔较远的光，称为杂散光。

来源：仪器使用保养不洁，光学元件受尘染或霉蚀，仪器瑕疵
3）散射光和反射光
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吸光质点对λ射光有散射作用（如悬浮微粒、胶体、乳浊液等）λ射光在吸收池内外界面之间通过时有反射作用。

上述两种可用空白标准补偿。

4）非平行光：倾斜光通过吸收池的实际光程将比垂直照射的平生动活泼光的光程长，使液层厚度增大。

4.A或T测量误差
大多数分光光度计△T：±0.02--±0.01
C=A/kb
△C=-lg T/kb
C=-1/2.303kb ln T
dc=-1/2.303 kbt · dT
△C/C=1/2.303TlgT ·△T=0.434△T/2.303TlgT
A在0.2-0.7相对误差较小，即T值在15-60％
3.透光率测量误差
在光度分析中，噪音是定量分析准确度的主要限制，因此，随机误差的主要来源在于吸光的测量。

因此，相应引起浓度（C）的相对误差。

C=-1/ab lgT=-0.4343/ablgT lgT=1/2.303lnT
dc=-（0.4343/ab.）dT/T
dc/c=0.4343dT/TlgT
△C/C=0.4343△T/TlgT (△C /C对T作图便获一曲线)
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△C/C对T作图解，可以了解相对误差对T（或A）的依赖关系，从而决定透光度或吸光度读数的最佳范围。

一般光度仪器，△T在-0.01~0.002之间，今假定为0.005计算，则仪器测量误差所造成的浓度相对误差在1~2％左右dc/c对作图便获一曲线，曲线最低点所对应的T值（或A值）即为最小误差的读数，其数值为：
d/dT(△C/C)=k·d/dT·(T lgT)-1=K(T lgT)-2（lgT+0.434）=0
A=-lgT=0.434 T=0.368 T %=36.8
A=(0.2~0.8)之间即行 T:15~65%
第三节紫外可见光光度计
UV分光光度计基本上都是由五部分组成：（1）光源（辐射源）；（2）单色器（包括产生平行光和把光引向检测器的光学系统）；（3）样品吸收池；（4）检测系统；（5）信号指示系统；自从1941年世界上第一台分光光度计问世至今，随着光学和电子技术的发展，上述五部件在不断更新和发展，仪器测定精度、功能、自动化程度不断提高。

一、主要部件
<一>光源：1）热光源：
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a、钨灯：λ：320~2500nm(>350nm)
为了提高W灯寿命，降低钨丝的蒸发速度，常往灯泡里充入一些不活泼的气体，如Ar、He等。

B、卤钨灯：W灯中加入适量卤素或卤化物（碘钨灯加λ纯I2）。

碘钨灯工作原理：钨灯内壳充λ一定量的I2，在250~650℃温度区间，I2与蒸发至玻璃壁上的W反应，生成气态碘钨化合物，使灯壁保持透明，同时生成碘钨化合物又向灯泡中心扩散，在灯丝附近的高温区分解成I2和W,抑制了W的蒸发，游离的碘重新扩散到玻璃，再与蒸发的钨化合，实现碘钨循环。

这种灯具有更大的发光强度和更长的使用寿命，在近代UV光度计中广泛用它作为光谱区的光源，发射λ340~1200nm。

无论钨灯或碘钨灯，在可见光区发射的能量与工作电压的四次方成正比。

因此，欲使光源稳定，必需有一个很好的稳定电源。

溴钨灯加入HBr而成，且多数改用英石或高硅玻璃制作的灯泡。

其比普通W灯高得多的发展效率和长得多的寿命。

λ：340~1200nm 2）气体放电灯（多用作为紫外光区的光源）
这类光源有氢灯、氘灯、汞灯和氙灯，其发射出150~400nm波长范围连续光谱。

A、氢弧灯：低压氢灯和高压氢灯，它们的电压前者一般用40~80伏，后者用2000~6000伏。

其中以低压氢灯较为常用。

灯管用石英玻璃制成，管内充入高纯H2，H2气压力常为0.2~0.5mmHg柱。

λ(200~375nm)
B、氘灯：氘灯充有H同位素氘，它的光强度和寿命是氢灯2~3倍
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专用的电源，由于玻璃吸收紫外线，所以氢灯灯泡及窗口用石英材料制成。

它们的发光过程是：自由电子的运动在外电场作用下被加速，被加速的电子穿越气体时就会与气体分子碰撞，结果引起气体分子中的电子能级、振动能级、转动能级的激发，当受激发的分子（或原子）返回基态时就发光。

C、氙灯：是利用加高压（超高压）于惰性气体氙而放电发光的一种光源。

优点：强度大
缺点：稳定性较差
主要应用于：荧光光度计、快速扫描分光光度计。

D、汞灯：利用汞蒸气放电发光的光源。

低压：253.7nm（主要能量）
高压汞灯：紫外可见都有，但它不适宜直接作为分光光度计的光源，但可用汞灯的特征谱线来校正分光光度计的单色器的波长标尺。

3）激光光源：
是近二十年发展起来新技术，它是一种受激幅射的光源。

和普通光源比，激光光源具有单纯性好，谱线强度大，方向性佳等优点，是一种理想的单色器。

激光单色性比普通光源高1010倍，普通光源单色性最好为氪灯，但它比起激光要逊色一万倍。

现把在UV区已商品化的氩离子激光器和可调谐染料激光器扼要介绍。

A、氩离子激光器（488.0和514.5nm I 30~40％）
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B、可调谐染料激光器：（350~750nm波长范围可调节）
有机荧光染料为工作物质，用其他光源或激光作为激励源的激光器。

<2>单色器（分光光度计心脏）
分光光度计采用光源一般是发射宽波段范围的连续光谱。

然而，在实际测量时，我们希望采用窄谱带或单色光（因为在定量分析时，采用窄谱带才能较好地遵守Beer定律）。

因此必须采用适当的装置将宽波段的复合光分解为窄带或单色光，而单色器就是一种最常用的波长选择装置。

单色器：将光源发射的复合光分解为单色并将可从中分出任一波长单色光的光学装置。

它的主要组成为入口狭缝、出口狭缝、准直镜、色散元件。

入口狭缝作用是限制杂散光的进入；出射狭缝的作用是让色散后所需波长的光通过；准直镜作用是将来自入射狭缝的发散光变成平行光，并把来自色散元件的平行光聚焦于出口狭缝。

色散元件是单色器的核心元件，它的作用是把混合光分散为色光。

最常用色散元件有棱镜、光栅。

1.色散元件
1>棱镜：（120nm~60um）
由于棱镜材料对不同波长的光有不同折射率而分光。

分为玻璃棱镜和石英棱镜两种，石英棱镜可用于紫外光区、可见光区及近红外光区。

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n=A+B/λ2+C/λ4+…
A 、
B 、
C 的数值与物质的性质有关，波长越长，折射率n 越小。

2>光栅：(n nm ~n 面um )
采有平面反射光栅。

它由高度抛光的表面上刻划的许多根平行线槽所组成。

一般为600条/mm ，1200条/mm 。

当复合光照射到光栅上面，光栅每条刻线都产生衍射作用，而每条刻线所衍射的光又会相互干涉产生条纹。

不同波长的入射光产生干涉条纹的衍射角不同，波长的衍射角大，波长短的衍射角小，从而使复合光色散成按波长顺序排列的单色光。

平面反射光栅、凹面反射光栅一外形看
机刻光栅、全息光栅——刻制方法
准直镜：以狭缝为焦点的聚光镜。

是将进λ单色器的发散光变成平行光，又作用聚光镜，将色散后的平行单色光聚集于出口狭缝。

狭缝：狭缝的宽度直接影响分光质量，狭缝过宽，单色光不纯，可使吸光度变值。

狭缝太窄，光通量小，降低灵敏度。

性能指标：①狭缝实际宽度0~2mm ；
②通过出射狭缝的谱带宽度nm 表示；
（三）吸收池：
0.2nn, 1nm, 2nm, 0.5nm
常用吸收池用无色耐腐蚀的玻璃或石英材料制成。

（四）检测器（光信号转变成电信号）
1.
充电管：阴极表面镀有碱金属或碱金属氧化物等光敏材料。

P198(邹学贤)
国产：紫敏光电管（200~625nm）λ；红敏光电管（625~1000nm）。

2.光电倍增管：（一般为九个倍增极）P35 孙毓庆
检测弱光最常用的光电元件，它的灵敏度比光电管高200多倍。

放大倍数106~107。

原理见书 P54
适用性：不能用来测量强光，否则不但光电流与光强度不呈线性关系，而且光阴极和二次发射极极容易疲劳使灵敏度下降。

3.光电二极管阵列检测器（硅靶）
由几百个晶体硅靶（体积几μl）堆积而成
（五）信号处理及显示系统
高灵敏度检流计、微安表、电位计、数字电压表、记录仪、示波器。

数字处理台：是一种快速、多用途的数据采集系统。

包括三个结构紧凑的部件，数据处理机、字母数字键盘控制器、阴极示波器。

Perkim-Elemer 555型UV
二、分光光度计类型
（一）单波长分光光度计
1.单波长单光束分光光度计光源——单色器——吸收池——检测器——记录系统
如国产721，751型……
２０
从光源到检测器只有一束单色光。

由于光源的输出特性和光电倍增管的灵敏度随电源电压而变，所以要求配置电子稳压器或改用稳定的直流电源。

（即光源强度的波动和检测系统的不稳定性而引起测量误差。

）
结构简单、价格低廉是一种常规定量分析仪器721-（360~800nm 工作波段）
光源：W灯单色器、棱镜、检测器、光电管
2.单波长双光束分光光度计
双光束分光光度计是将单色器色散后的单色光分成二束，一束通过参比池，一束通过样品池，一次测量即可得到样品溶液的吸光度。

单色光分为二束的方法有时间和空间分隔。

时间分隔式双光束结构中，先通过一个切光器，使单色器射出的单色光转变为交替二束光，分别交替照射于参比池和样品池，而后这两个光束又分时交替地照射到同一检测器上（通过切光计器），检测器输出信号大小决定于二光束强度之差。

双光束分光光度计具有不受光源强度瞬间波动影响的优点。

I0为λ射光强度，I S、I R分别表示透过样品池及参比池光强度：
As=lg I0/ I S A R=lg I0/ I R
A=A S-A R= lg I0/ I S - lg I0/ I R = lgI R/I S
消去了I0，可见光源的瞬间波动不影响A值。

有下列型号：上海仪器厂730型、740型、日立-340型、PE公司
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２２
554，555型、英国Pye Unicam SP8-200型、S98-250型。

（二）双波长分光光度计
两个单色器，光源发出的光分别由两个单色器得到两个波长的单色光。

一般的双波长分光光度计，既能以双波长单光束方式工作，也能够以单波长双光束方式工作。

原理：来自光源的光束被单色器分别分离出波长为λ1和λ2的两束单色光，通过斩光器使两束光分时交替地照于样品池后再照射到同一光电倍增，……P202 邹
△A=A λ2-A λ1=-lgI 2/I 0+lgI 1/I 0=lgI 1/I 2=-lgI 2/I 1 对于λ1：-lg I 1/I 0= A λ1=ελ1cb+A S1 对于λ2：-lg I 2/I 0= A λ2=ελ2cb+A S2
ελ1、ελ1为待测物质在波长λ1、λ1的吸光系数，A S1为和A S1分别为在λ1和λ2的光散射和背景吸收，b 为吸收池厚度。

若λ1和λ2很靠近，则可以把A S1 和A S2视为相等，因此通过样品池两道光束强度的对数值信号差为： △A=A λ2-A λ1=-lgI 2/I 1 =（ελ2-ελ1）cb
上式表明样品的溶液中待测组分的浓度与两波长λ2、λ1的吸光度差成正比。

这是双波长分光光度计的定量依据。

UV-300型、日立557型
国产：WFZ800S 型双波长双光束分光光度计
§12-4定性分析方法与纯度检测。