实验四紫外-可见分光光度法测物质吸收和透过光谱

1、紫外-可见分光光度法测物质吸收和透过光谱姓名：孟超学号:38092105一、实验目的a）了解和掌握紫外可见分光光度计的原理、结构和使用方法b）物质的吸收光谱、透射光谱和反射光谱的表征方法c）利用紫外可见分光光度计测最半导体禁带宽度的原理及方法二、实验原理：a）紫外可见分光光度计基本工作原理是当一定频率的紫外可见光照射 物质时，电子在不同能级之间发生跃迁，从而有选择地吸收激发光。 随波长而变化的光谱，反映了试样的特征。测虽光谱可以对物质进行 定性和定量分析。紫外可见分光光度计由光源、单色仪、样品架、检 测器、计算机数据采集及处理系统组成。基于测最材料的透过和反射 光谱，获得材料对紫外可见光的吸收

2、性能，从而进行材料的检测、研 究和开发。它可以对多种材料进行分析，无论是透明、非透明、块状、 薄膜还是粉末都可以方便地测量。b）利用紫外可见分光光度计可以测试半导体或绝缘体材料的禁带宽度Ego 当光子的能量接近材料的带隙宽度时，损失受材料的本征吸收控制，吸收系数a,薄膜样品厚度和透过率（T）之间满足：1 = Ln（-）/d在本征吸收以上，吸收系数a与入射光子能量的关系可以表示为ahv = a0(hv- Eg)赢实验数据处理a）由CU2O薄膜透射光谱测禁带宽度i. 原始数据:A(X1)B(Y1)C(X2)D(Y2)Long Namenm%ThvUnitsev(ahv)A2Comments1800

3、67.91.551250.36065279867.91.555140.362463796681.559050.36152479468.11.562970.36058579268.21.566920.35964679068.31.570890.3587778868.41.574870.35776878668.51.578880.35682978468.51.582910.358651078268.61.586960.357711178068.61.591030.35955ii. 曲线图像500-000 302010 F(AMe) 0303 54045I1 6iii. 得到截距Eghv (ev)5

4、040Sjuaiion Y R-Squarey=a0.98827ValMStandard EjiuDIntercept-1268 MOOS25 50257DSlope414757496.97235ZDDLinear Fit of Do30I38hv (ev)100-画图并拟合曲线后，可得到Eg=3.0596 ev,这与预期数值符合较好。b）由TiO2粉末反射光谱获得禁带宽度原始数据:0-0-JxJ8A(X1)二Long NamenmUnitsComments229344j23034223134023233823333623433423533223633023732820.23832620.23

5、932420.240322241320B(Y1)C(X2D(Y2)%Thvev(ahvr218.83.60756229.5431117.63.62865239.928716.33.65251.2618614.73.6716254.2441712.93.69345266.851211.13.71557270.056599.73.73795284.188.83.70051287.635058.33.78354291.153497.83.80675294.736887.16.73.830253.85404311.13217315.009166.33.87812318.959080-ii.曲线图像:0

6、-D500-400-300-?on-1000-0-204.04.50-iii.得到截距:350300250200150100Equationy = a b*x IdAdj R-Sqiiare0 9948Linear Fit of DValueS andard ErrorDIntefcept 1213 2707317 956264DSlope399.045325.09931T50*|323.33.43 63.63.73 83.9C画图并拟合曲线后，可得到Eg=3.0404 ev,这与预期数值符合较好。c）选作实验利用UV3010测试MB （亚甲基蓝）溶液的浓度。由 Lambert-Beer 定律

7、可推Hl, lg T=K*C*L, A=K*C*L, K物质吸收系 数，单位（1/gcm）, C-溶液浓度，A-吸光度，单位是Ab, L-溶液的 光径度（比色皿的厚度）。由以上公式可知，对于一定的光径L和任一 （K 一定）光吸收性物质，吸光度A为浓度C的单值（线性）函数。对 C的测试直接归结于对A的测试。实验中，以去离子水作为基底，测出10mg/L的MB （亚甲基蓝）溶 液的为参考液的吸收曲线mbl。并测出木知浓度溶液mb2的吸收曲线。 读出吸收峰处的吸收度Abs,即可求出Cx10mg/L标准溶液峰值:待测溶液Sample_l样品峰值:故得到样品1溶液的浓度为:B国一 KjBook3_Dpi: X = 660, Y = 1 08 |G =学 * 10 =料 10 = 6.923mg/La q丄.no待测溶液Sample_2样品峰值:02-2 J.400500600700300rm二121Book3_G70: X = 662. Y = 0.575故得到样品1溶液的浓度为：G =学 “0 =竽 * 10 = 3.686mg/L4。1.56实验结论通过这次实验，我们学会了紫外可见光谱仪的基本使用，通过测量材料的 透射谱或反射谱得到材料对广紫外可见光的吸收信息，从而计算出相应的禁带 宽度Eg。在选做实验中，通过测量溶液的吸收度Abs曲线，根据Lambert-Beer定 律推出在一定条