紫外可见光谱的结构及应用

1、5-2 紫外紫外/ /可见光谱的结构及应用可见光谱的结构及应用一、仪器的结构示意图及分析过程一、仪器的结构示意图及分析过程 光源光源 分光系统分光系统 样品池样品池 检测器检测器光源光源单色器单色器样品池样品池检测器检测器记录仪记录仪1.1.光源光源 要求：提供紫外或可见连续辐射要求：提供紫外或可见连续辐射（具有足够强度）有良好的稳定性（具有足够强度）有良好的稳定性 和足够的使用寿命。和足够的使用寿命。 种类：种类： .可见光源可见光源 .紫外光源紫外光源 2 ）紫外光源：低压气体放电氢灯，）紫外光源：低压气体放电氢灯， 氘灯，氘灯， 发射出发射出180-350nm波长范波长范围的连续光谱。根

2、据阴阳极电压高围的连续光谱。根据阴阳极电压高低不同又分为低压氢灯和高压氢灯。低不同又分为低压氢灯和高压氢灯。现在多用氘灯。因普通玻璃对紫外现在多用氘灯。因普通玻璃对紫外光有强烈吸收，因而氢灯和氘灯均光有强烈吸收，因而氢灯和氘灯均使用石英窗。使用石英窗。 把复合光分离成很窄的谱带。单色器把复合光分离成很窄的谱带。单色器一般由色散元件和狭缝组成，色散一般由色散元件和狭缝组成，色散元件的作用是将光源的连续光谱色元件的作用是将光源的连续光谱色散为单色光；狭缝的作用是调节光散为单色光；狭缝的作用是调节光的强度和让所需单色光通过。的强度和让所需单色光通过。 常用的色散元件有棱镜和光栅两类。常用的色散元件有

3、棱镜和光栅两类。1）棱镜：是利用不同波长的光有不同）棱镜：是利用不同波长的光有不同 的折射率而使复合光分开的光学元的折射率而使复合光分开的光学元件。有立特鲁棱镜件。有立特鲁棱镜,考纽棱镜。石英考纽棱镜。石英棱镜可用于紫外光区（可见光区，棱镜可用于紫外光区（可见光区，近红外区），玻璃棱镜只用于可见近红外区），玻璃棱镜只用于可见光区。光区。2 ）光栅：它是利用光的衍射和干涉）光栅：它是利用光的衍射和干涉作用使复合光色散。其特点是：色作用使复合光色散。其特点是：色散波长范围宽，可用于紫外，可见散波长范围宽，可用于紫外，可见及近红外等光谱区；具有良好而均及近红外等光谱区；具有良好而均匀一致的分辨能力，

4、色散近于线性，匀一致的分辨能力，色散近于线性，现代仪器多用光栅做色散元件。现代仪器多用光栅做色散元件。 狭缝是单色器的组成之一，对单色狭缝是单色器的组成之一，对单色光的纯度起着重要作用。狭缝宽度光的纯度起着重要作用。狭缝宽度有两种表示方法有两种表示方法 ： 用狭缝的实际宽度表示，以用狭缝的实际宽度表示，以 mm mm 为单位，一般为为单位，一般为0-2 mm0-2 mm。 用通过出射狭缝的谱带宽度表示用通过出射狭缝的谱带宽度表示 以以nmnm为单位为单位 如如2nm，1nm ，0.5nm及及0.2nm等。等。后一种表示方法能直接了解单色光后一种表示方法能直接了解单色光的好坏，的好坏，狭缝越窄，

5、狭缝越窄，单色光单色光越纯；越纯；测得的吸收峰越尖锐，但光的强度测得的吸收峰越尖锐，但光的强度减弱，影响测定灵敏度。减弱，影响测定灵敏度。3.3.样品池样品池 测紫外时，用石英比色皿测紫外时，用石英比色皿 。0.5-10cm。 测可见光时，用玻璃比色皿。常用测可见光时，用玻璃比色皿。常用吸收池光程长吸收池光程长1cm。 4.4.检测器检测器 是将所接受到的光信息转变成电是将所接受到的光信息转变成电信息的元件。在分光光度法中常用信息的元件。在分光光度法中常用光电管和光电倍增管作检测器。光电管和光电倍增管作检测器。1).光电管光电管 光电管内装有一个阴极和光电管内装有一个阴极和丝状阳极。阴极的凹面

6、涂一层对光丝状阳极。阴极的凹面涂一层对光敏感的碱金属或碱金属氧化物，当敏感的碱金属或碱金属氧化物，当光线照射时，阴极金属物质由于光光线照射时，阴极金属物质由于光电效应而发射出自由电子，在阴阳电效应而发射出自由电子，在阴阳两极间高压电场作用下加速射向阳两极间高压电场作用下加速射向阳极而形成电流。极而形成电流。 光越强，放出的电子越多，电流就光越强，放出的电子越多，电流就越强。电流通过光电管负载电阻，越强。电流通过光电管负载电阻，即可变成电压信号，经放大后将信即可变成电压信号，经放大后将信号输给信号显示装置。号输给信号显示装置。 光电管在未受光照射时，可因电极光电管在未受光照射时，可因电极的热电子

7、发射而产生暗电流。暗电的热电子发射而产生暗电流。暗电流是光电管的重要技术指标之一，流是光电管的重要技术指标之一，暗电流越小，光电管的质量越好。暗电流越小，光电管的质量越好。在分光光度计中，都设有一个补偿在分光光度计中，都设有一个补偿电路，以消除暗电流。电路，以消除暗电流。 2）光电倍增管）光电倍增管 光电倍增管的原理和光光电倍增管的原理和光电管相似，结构上的差别是在涂有光敏电管相似，结构上的差别是在涂有光敏金属的阴极和阳极之间还有金属的阴极和阳极之间还有9-16个倍增倍增光敏阴极。当光照射到光敏阴极，使之光敏阴极。当光照射到光敏阴极，使之发出电子，在外电场的加速作用，电子发出电子，在外电场的加速作用，电子以高速轰击相邻的第一倍增阴极，使之以高速轰击相邻的第一倍增阴极，使之产生次级电子，其数目较入射电子多；产生次级电子，其数目较入射电子多； 这些电子再次被加速轰击这些电子再次被加速轰击第二倍增阴极，第二倍增阴极，从而发射出更多的电子。如此继续下去，从而发射出更多的电子。如此继续下去，可使电子数放大到可使电子数放大到106-108倍。倍增的倍。倍增的电子射向阳极形成电流，通过负载电阻，电子射向阳极形成电流，通过负载电阻，变成电压信号，经放大后将信号输入显变成电压信号，经放