紫外分光光度計(jì)的工作原理基于朗伯-比爾定律,通過(guò)測(cè)定物質(zhì)對(duì)特定波長(zhǎng)紫外可見(jiàn)光的吸收程度來(lái)進(jìn)行定性和定量分析。以下是其工作原理的具體介紹:
1.光源提供光譜
光源類型:紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)使用不同類型的光源來(lái)覆蓋所需的光譜范圍。在紫外區(qū)通常使用氫燈或氘燈,而在可見(jiàn)區(qū)則使用鎢燈或鹵鎢燈。這些光源能夠提供足夠強(qiáng)度的連續(xù)光譜,確保樣品在不同波長(zhǎng)下的吸收特性可以被準(zhǔn)確測(cè)量。
光源穩(wěn)定性:光源的穩(wěn)定性是保證測(cè)量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素之一。穩(wěn)定的光源可以確保在測(cè)量過(guò)程中光譜的一致性,從而減少誤差。
2.單色器選擇波長(zhǎng)
色散元件:?jiǎn)紊髦械纳⒃ㄈ缋忡R或光柵)將光源發(fā)出的復(fù)合光分解成單一波長(zhǎng)的光。這一步驟是實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的基礎(chǔ),因?yàn)椴煌镔|(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光有不同的吸收特性。
所需波長(zhǎng)的選擇:根據(jù)被測(cè)物質(zhì)的特性,選擇合適的波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量。例如,某些化合物在紫外區(qū)有較強(qiáng)的吸收,而另一些可能在可見(jiàn)區(qū)有特征吸收峰。
3.吸收池盛放樣品
材質(zhì)選擇:吸收池通常由石英或玻璃制成,前者適用于紫外到可見(jiàn)區(qū),后者僅適用于可見(jiàn)區(qū)。這是因?yàn)槭?duì)紫外光具有良好的透過(guò)性,而普通玻璃則會(huì)吸收紫外光。
設(shè)計(jì)要求:吸收池的設(shè)計(jì)要求其底及兩側(cè)為毛玻璃,另兩面為光學(xué)透光面,以減少光的反射損失。此外,吸收池的光學(xué)面必須垂直于光束方向,以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。
4.紫外分光光度計(jì)檢測(cè)器檢測(cè)光強(qiáng)
光電轉(zhuǎn)換:檢測(cè)器的功能是將透過(guò)吸收池的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。常用的光電轉(zhuǎn)換元件包括光電管、光電倍增管及光二極管陣列檢測(cè)器等。
信號(hào)處理:轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和處理后,可以用于進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析和顯示。現(xiàn)代紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)通常配備有微處理機(jī)、熒光屏顯示和記錄儀等設(shè)備,以便實(shí)時(shí)顯示和記錄測(cè)量結(jié)果。
5.信號(hào)處理器分析數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)處理:信號(hào)處理器負(fù)責(zé)接收來(lái)自檢測(cè)器的電信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換為吸光度值。這些數(shù)據(jù)隨后用于計(jì)算樣品的濃度或其他相關(guān)參數(shù)。
結(jié)果顯示:最終的測(cè)量結(jié)果可以通過(guò)數(shù)字顯示或圖形方式呈現(xiàn)給用戶。高級(jí)儀器還可以提供自動(dòng)記錄和打印功能,方便數(shù)據(jù)的保存和后續(xù)分析。