可见分光光度分析（光学分析课件）

《光学分析及操作》可见分光光度分析01分光光度计分类、结构目标TARGET01了解分光光度计的分类02熟悉分光光度计的结构，并掌握它们各自的作用0031理解分光光度计的工作原理一、分光光度计的分类1.根据波长不同分类光学分析法是通过光源发射不同波长的光，其能量被样品吸收或使样品受激发而发射谱线，测定光强度的减弱程度或谱线变化的程度，求出被测物质含量的方法。常用的方法有比色法、分光光度法、发射光谱法和原子吸收法等。红外分光光度计适用于红外光范围的分析紫外分光光度计适用于近紫外和可见光范围的分析可见分光光度计适用于可见光范围的分析2.根据结构不同分类根据仪器的光路系统结构不同，分光光度计可分为单光束、双光束和双波长等几种类型。二、分光光度计的结构无论哪种分光光度计，都由光源、单色器、吸收池、信号接收器和显示器等几个部分构成。新型的分光光度计还配有数据处理系统和打印绘图仪。光源单色器吸收池检测器显示系统二、分光光度计的结构1.光源基本要求：能发出所需波长范围内的连续光谱足够的光强度稳定性好可见区钨灯:发射波长范围320～2500nm紫外区氢/氘灯:发射波长范围185～400nm氘灯:光强大3-5倍,寿命更长,200～320nm整个光区(UV-Vis)可以发射连续光谱光强大/稳定性，较长的使用寿命二、分光光度计的结构2.单色器将光源产生的复合光色散成单色光色散元件:棱镜，光栅；现通用光栅入射狭缝准直透镜色散元件聚焦透镜出口狭缝二、分光光度计的结构3.吸收池比色皿的厚度即为光吸收定律中的b值常用比色皿1cm最常见普通玻璃石英玻璃二、分光光度计的结构3.吸收池普通玻璃———石英玻璃———紫外区测量必须用石英比色皿，普通玻璃有大吸收二、分光光度计的结构4.检测器将光信号转换成电信号(电流)，测量图9-10光电二极管示意图光电池光电管光电倍增管二、分光光度计的结构4.检测器+-SeFe(Cu)h

玻璃Ag(Au)透明膜-收集极塑料--(当外电阻<400

，i=10-100A)硒光电池优点光电流直接正比于辐射能使用方便、便于携带（耐用、成本低）缺点电阻小，电流不易放大；响应较慢只在高强度辐射区较灵敏长时间使用后，有“疲劳”(fatigue)现象二、分光光度计的结构4.检测器真空光电管优点阻抗大，电流易放大响应快应用广缺点有微小暗电流（Darkcurrent，40K的放射线激发）90VDC直流放大阴极R-+光束e阳极丝（Ni）抽真空阴极表面可涂渍不同光敏物质：高灵敏(K,Cs,Sb其中二者)、红光敏(K2O/Ag,)、紫外光敏、平坦响应(Ag/Cs，响应受波长影响小)。产生的光电流约为硒光电池的1/10。二、分光光度计的结构4.检测器光电倍增管（photomultipliertube,PMT）石英套光束1个光子产生106~107个电子栅极，Grill阳极屏蔽光电倍增管示意图共有9个打拿极(dynatron)，所加直流电压共为9010V二、分光光度计的结构4.检测器阵列型CCD/PDA光电二极管阵列检测器原件光电二极管阵列PDA示意图可记录全波长光谱如Agilent8453，1024个同时记录190-1100nm二、分光光度计的结构5.显示系统检流计微安表记录仪数显器通过A/D转换成数字信号计算机存储/处理/显示数字显示是主流趋势三、分光光度计的工作原理1.单光束分光光度计的工作原理单光束分光光度计的工作原理见下图。由光源发出的一束复合光经单色器分光后，得到的单色光分别通过参比吸收池和测量吸收池，透射光的强度由接收器转换为电信号，在记录器上记录下来。单光束分光光度计原理图单光束分光光度计结构简单，应用最广。主要缺点是不能克服由于光源不稳定带来的测量误差。三、分光光度计的工作原理2.双光束分光光度计的工作原理双光束分光光度计的工作原理见下图。由光源发出的复合光经单色器分光后，得到的单色光经斩波器调制为两束光，同时通过参比吸收池和测量吸收池，透过光强度在接收器上产生一个电信号的变化值，由记录器记录下来。双光束分光光度计原理图优点克服了由于光源不稳定带来的测量误差。三、分光光度计的工作原理3.双波长分光光度计的工作原理双波长分光光度计是最新型的分光光度计，其工作原理见图。从光源发出的光分成两束，分别经过各自的单色器后，分出波长为λ1和λ2的两束单色光，借助切光器调制，使λ1和λ2以一定频率交替通过吸收池，经接收器的光电转换器和电子控制系统工作，可以在数字电压表上显示出二者的吸光度差值△A。△A与被测物的浓度成正比，即：优点可消除人工配制的空白溶液与样品本质之间的差别而引起的测量误差，而且能不经分离同时测量含有两种不同颜色的被测组分的含量。双波长分光光度计原理图小结分光光度计的分类可见分光光度计、紫外分光光度计、红外分光光