分光光度计课件PPT

E=hv
h－普朗克(Planck)常数 6.626×10-34J·s －频率 E－光量子具有的能量
单位：J(焦耳)，eV(电子伏特)
V=E/h
波粒二象性
V=c / λ c / λ= E / h
v=E/h
E=hc/ λ
结论:一定波长的光具有一定的能量，波长越 长(频率越低)，光量子的能量越低。 单色光：具有相同能量(相同波长)的光。
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混合光：具有不同能量(不同波长)的光复合在
一起。
将光（电磁波）按波长（或频率）顺序排列，即得电磁波 谱。 200nm 400nm 760nm 1mm 紫外线 可见光 红外线 不同波长的光具有不同能量，波长越长 （频率越低），能量越小。
可
见
光
物质的颜色与光的关系
完全吸收
完全透过
吸收黄色光
对溶液来说，溶液呈现不同的颜色，是由于
如果同时考虑溶液浓度C 和液层厚度b对光吸收的影响， 将Lambert和Beer定律合并，用a取代k1和k2 两个常数则可以 推出 It=Io*10-k1b It=Io*10-k2c
It=Io.10-abc
a为吸光系数，与入射光的波长和溶液的性质有关，为常数；
b为液层厚度；
c为溶液浓度。
入射光 I0
吸收光谱（absorption spectrum）
所谓吸收光谱就是用各种不同波长光线测定物质溶液的吸光 度，然后按其结果描出吸光度与波长关系的曲线。 吸收光谱是物质的特征性曲线，一种物质在一定的PH、温度、 浓度等条件下，具有的一定形状的吸收光谱曲线
吸收光谱
吸收光谱曲线， 在浓度一定的条件下，以波长 为横坐标，以吸光度为纵坐标， 所绘制的曲线。 曲线上吸光度最大的地方称为 最大吸收峰，它所对应的波长 称为最大吸收波长，用1max 表示。最大吸收波长处测定吸 光度，则灵敏度最高 溶液浓度愈大，吸收光谱的峰 值愈高，两者成正比关系。
波动性
光的传播速度:
c=λXν
c－真空中光速 2.99792458×108m/s ~3.0 ×108m/s λ－波长，单位：m,cm,mm,m,nm,Å 1m=10-6m, 1nm=10-9m, 1Å=10-10m ν－频率，单位：赫芝（周）Hz 次/秒
V= c / λ
光的微粒性
光量子，具有能量。
分光光度法

分光光度法（Absorption Photometry）是一种 基于物质对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方 法。包括可见吸光光度法、紫外 - 可见吸光光度法和 红外光谱法等。
分光广度法的优点： 灵敏度高
测定简便快速，仪器设备简单。
不破坏样品
(1) 光的基本性质:电磁波的波粒二象性
其吸光度与光通过的液层厚度成正比。
式中b为液层厚度，k1为比例系数，它与被测物 质性质、入射光波长、溶剂、溶液浓度及温度有 关，Lambert定律对所有的均匀介质都是适用的。
（2）Beer定律： 说明吸收与溶液浓度间的关系
入射光 透射光 入射光 C2 透射光
c1
I0 I1 I0
I2
C1 ＞ C2， I2 ＞ I1
由于玻璃吸收紫外线，所以氢弧灯的灯管多用石英制成， 或在灯管上设有石英窗。
色散元件（棱镜或光栅）
单色器：
光狭缝 单色器的作用是将混合光分解（色散），并 可根据需要使一定波长的单色光投射至比色 槽。
光电元件：光电管或光电倍增管
作用：将光能转变成电能。
光电管产生光电流的大小，与光强度和波长有关。
主要内容
1 2 3
光谱分析法
分光光度计
JJG 178-2007《紫外、可见、近红外分光光度计》
[目的要求]
掌握：分光光度法原理；可见分光光度计；规程 具体参数的要求和数据的获取；
一、概述
利用各种物质所具有的发射、吸收或散射的特性以确定物 质的结构和化学成分的分析方法称为光谱分析法。 英文为spectral analysis或spectrum analysis。各种结 构的物质都具有自己的特征光谱，光谱分析法就是利用特 征光谱研究物质结构或测定化学成分的方法。
1、波长允许误差（nm）
波长示值误差=测量平均值-波长标准值
级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
A段 ±0.3 ±0.5 ±1.0 ±2.0
B段 ±0.5 ±1.0 ±4.0 ±6.0
C段 ±1.0 ±2.0 ±4.0 ±6.0
2、波长重复性（nm）
波长重复性=最大值-最小值
级别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
A段
≤0.1 ≤0.2 ≤0.5 ≤1.0
Beer定律：当一适当波长的单色光通过溶液时，若液层厚 度一定，透射光的强度随着溶液浓度的增加而成指数函数 减少，即 It=Io*10-k2c 其吸光度与溶液浓度成正比。 式中c为物质的量浓度(或质量浓度)，k2为与吸光物质种 类、溶剂、入射光波长、液层厚度和溶液温度有关的常数。 Beer定律仅适用于单色光。
透射光 It
透射光强度It 与入射光强度Io之比称为 吸光度用T表示则 T= It / Io =10-abc
T的负对数值定义为吸光度用A表示则 A =-lgT =lg Io/It=abc
A（absorbance） 表示吸光率（或吸光度） T（transmittance）表示透光率（或透光度）
分光光度法利用物质的吸收光谱进行分析
溶液中的质点(分子或离子)选择性的吸收某种颜
色的光所引起的。如果各种颜色的光透过程度
相同，这种物质就是无色透明的。如果只让一
部分波长的光透过，其他波长的光被吸收，则 溶液就呈现出透过光的颜色，也就是溶液呈现 的是与它吸收的光成互补色的颜色。例如硫酸 铜溶液因吸收了白光中的黄色光而呈蓝色；
2、光吸收的基本定律（Lamber-Beer定律）
JJG178-2007紫外、可见、近红外分光光度 计检定规程
本报规程适用于波长范围190nm-2600nm，波长连续可 调的可见、紫外-可见、紫外-可见-近红外分光光度计的 首次鉴定、后续检定和使用中检验。
便于性能要求，工作波长分为三段A段（190nm-340nm) 、B段（340nm-900nm）、C段（900nm-2600nm）。 按照计量性能的高低将仪器划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4 个等级。
B段
≤0.2 ≤0.5 ≤2.0 ≤3.0
C段
≤0.5 ≤1.0 ≤2.0 ≤3.0
3、透射比示值误差（%）
透射比示值误差=平均值-标准值
级别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
A段
±0.3 ±0.5 ±1.0 ±2.0
B段
±0.3 ±0.5 ±1.0 ±2.0
4、透射比重复性（%）
透射比重复性=最大值-最小值
级别
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
单色光通过吸光溶液后，吸光度与溶液 的浓度和厚度之间呈正比关系。
入射光
C
透射光
I0 b
I1t
I a 被物质吸收的光
（1）Lambert定律： 说明吸收与溶液液层厚度间的关系
入射光
透射光
入射光
透射光
I0 L1
I1
wk.baidu.comI0 L2
I2
L 2 ＞ L1
， I1
＞ I2
Lambert定律：当一适当波长的单色光通过一固 定浓度的溶液时，其透射光强度随液层厚度的增 加而成指数函数减少，即It=Io*10-k1b
KMnO4吸收光谱曲线
吸收光谱体现了物质的特性，是进行定性、定 量分析的基础。lmax是定性分析的依据，而溶 液的浓度愈大，则吸光度A愈大，是进行定量分 析的依据。
分光光度计
0.20 8
光源
单色器
比色杯
检测器 (光电元件)
读数单元
紫外-可见分光光度计的基本结构示意图
光源： 可见和紫外分光光度计装有两种光源灯泡： 钨丝灯，产生可见光； 氢弧（氘）灯，产生紫外线。
A段
≤0.1 ≤0.2 ≤0.5 ≤1.0
B段
≤0.1 ≤0.2 ≤0.5 ≤1.0
标准物质的选择
1、氧化钬滤光片 2、介质膜干涉滤光片 3、紫外可见光区透射比滤光片 4、杂散光滤光片
注意事项
A段、B段每间隔100nm至少选择一个波长检定点； 为使测量数据更为准确自动扫描仪器选择较慢的扫描速 度，数据采集过程中仪器参数不得更改，否则需重新开 始采集，例如扫描速度、光谱带宽、波长范围等； 如发现仪器设备校准数据出现超差现象，第一时间告知 企业人员； 因标准器体积较小种类繁多，每次使用前后必须仔细核 查。
光电管对弱光的灵敏度大，光照过强或长时间曝光灵敏 度显著下降，即“疲劳” 现象。 温度对光电管的灵敏度有影响。
电子放大器
读数单元 读数元件
注意事项
1、比色杯应相匹配性（对光的吸收和反射应一致），不得随意挪用。
2、比色杯应持其侧壁的毛玻璃面。
3、盛液时达到比色杯的3/4即可，不能太满，外壁如有液体， 只能用滤纸沾去水份，再用擦镜纸擦干净。 4、测毕，比色液一般应倒回原试管中，直至计算无误后方可倒掉。 5、测量完毕，比色皿用蒸馏水洗干净。