浅谈分光光度法和分光光度计的原理及其应用

刘瑜年（青海盐湖镁业有限公司，青海 格尔木 816099）

浅谈分光光度法和分光光度计的原理及其应用

刘瑜年（青海盐湖镁业有限公司，青海 格尔木 816099）

伴随着分光光度计在各领域内广泛应用，分光光度计所起到的作用日益凸显，但是部分单位对分光光度计原理了解有限，所以本文就分光光度法、分光光度原理及应用进行分析研究，希望能够增加对分光光度法及分光光度计的了解程度。

分光光度法；分光光度计；原理及应用

分光光度法是在比色法的基础条件之上所发展出来的。比色法在实际应用过程中，仅仅局限于应用在可见光驱内，但是分光光度法能够在紫外光与红外光内去应用。比色法主要应用单色光，所涉及到的谱带宽度和整体精度都十分有限。分光光度法与真正单色光较为贴近，光谱带宽度不会超过35mm，能够对紫外区域内1mm以下进行检测，具有良好的精确度。

1 光的基本知识

光主要是由光量子所构成，具有十分显著的二重性，也就是微粒不连续性与波动连续性，光在波长与频率上面具有波动特征，能够通过表示。其中λ表示光所具有的波长，波长为振动相同临界点之间所具有的距离，v表示光频率，也就是光在每秒内振动的次数，c表示光传播速度。

光属于电磁波内的一种。在自然界内的电磁波类别较多，电磁炉波长不同，分光光度法所应用到的光谱主要控制在200mm与10υ之间，其中包含三个光驱，分别是紫外光区、可见光区与红外光区。

2 吸收光谱原理

分子在物质内运动可以分为三种形式，分别是电子运动、分子内原子振动、分子自身转动，所以一共具有三个能级，分别是电子能级、振动能级、转动能级。光在照射分子之后，分子将会吸收光的能量，进而产生能级跃迁，也就是完成从基态能级到激发能级的转变。不同能级所需要的能量数量也不同，这就需要应用不同电磁波进行激发。电子能级在跃迁过程中所需要的能量要是越多，基本上都处于可见光区域或者是紫外光区域内，这种光谱被称之为紫外光及可见光光谱。分子在被红外线照射之后，分子所吸收到的能量无法完成电子能级的跃迁，仅仅能够让分子完成振动能级与转动能级之间的转换，进而所得到的光谱也就是红外光谱。分子要是被比外红外线光源进行照射，分子仅仅能够完成转动能级的转变，这样所得到的光谱为远红外光谱。物质所具有的结构要是不同，在完成能级跃迁过程中所需要吸收的能量也就存在一定差异，对于光源吸收速度也就不同，不同物质都具有自身特殊的光带，进而人们就能够对不同物质进行分辨。这也是光度法在实际应用分析的前提条件。按照郎伯比耳定律可知，溶液、温度与光源波长在相同情况之下，溶液内所具有的光密度与溶液厚度之间应该呈现正比例关联；要是溶液厚度要是一定的情况下，溶液浓度与光密度仅仅具有关联，被测物质浓度与吸光度之间呈现正比例关联，光度法在分析过程中就是应用该理论依据[1]。

3 分光光度计构造原理

复合光在经过分光系统之后，会分散成为不同波长的单色光，对其中任意一个波长单色光进行分析研究，能够对测试物质光吸收能力进行判断，这种方法就是分光光度法。分光光度法在测量过程中所应用到的设备称之为分光光度计。虽然分光光度计型号存在一定差异，但是分光光度计的结构基本相同，主要有五部分构成，分别是光源、单色器、样品吸收池、检测系统与信号指示系统[2]。

3.1 光源

能够被作为光源的较多，例如钨灯、卤钨灯、激光、红外线等。例如钨灯要是作为光源，所产生的光谱为连续光谱，适合在3600000nm范围内应用，在应用过程中具有良好的稳定性，主要是作为可见光光源。

3.2 单色器

单色器是分光光度计基础构建，主要是将混合光源转变为单色光，同时为检测提供针对波长光源。单色器主要由四部分构成，分别是入口狭缝、出口狭缝、色散元件及准直镜，其中最为重要元件为色散元件，色散元件还可以分为棱镜与光栅两种类别。

3.2.1 棱镜

棱镜主要作用是将混合光分解为单色光，正常情况下为三角柱体。棱镜要是由不同原材料生产而成，透光范围也存在一定差异。棱镜要是应用玻璃制成，所得到的光谱就是可见光谱；要是应用石英制成，所得到的光谱就是紫外光谱[3]。

3.2.2 光栅单色器

光栅还可以作为单色器内的色散构建，主要是在金属表面上刻画出多个槽，需要特别注意不同槽之间距离应该相等，并且相互平行。光在经过槽反射之后，容易出现色散情况。部分分光系统就是以光栅作为基础理论，在玻璃或者是石英表面上刻画出多个槽，通过光干涉及衍射特征，完成混合光分散操作，得到针对性光谱。

3.3 狭缝

狭缝主要表示光路上面由隔板所形成的缝隙，主要作用对单色光强度及纯度进行调节，同时也能够对单色光分辨力造成影响。狭缝宽度基本上控制在2mm之内，棱镜分散能力也会根据波长的改变发生变化，分光光度计所具有的狭缝宽度能够与棱镜分散能力一共进行调整。

3.4 检测器系统

尽速在光源照射之下会产生电流，光源强度要是越大，电流数值也就会越高，也就是光电效应。检测器系统主要是根据检测器所产生的光电流进行检测，完成对数字结果的转变。

4 结语

分光光度法与分光光度计在实际应用过程中，主要应用在溶液内物质浓度检测上面，通过分析溶液吸光度差异，能够得到不同溶液所具有的吸光度，进而绘制标准示意图，这样就能够了解未知溶液吸光度，进而了解未知溶液所具有的浓度，具有良好的灵敏性与抗干扰性。

[1]王海军,宁新霞.紫外可见分光光度技术的应用进展[J].理化检验(化学分册),2012,06:740-745.

[2]朱英,和惠朋,武晓博,张学俊.紫外可见分光光度计及其应用[J].化工中间体,2012,11:34-37.

[3]张建新,徐文杰,许珺.双波长分光光度法染液吸光度在线检测装置[J].纺织学报,2014,09:149-154.