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分光光度计的工作原理与应用范围

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分光光度计的工作原理与应用范围

时间:2017/9/13 17:24:24来源: 作者:
  分光光度计是理化分析中最常用的仪器。它的基本原理是建立在光与物质相互作用的基础上,当光子和某一溶液中吸收辐射的物质分子相碰撞时,就发生吸收,测量其吸光度值的大小可反映某种物质存在的量的多少。光的吸

  分光光度计是理化分析中最常用的仪器。它的基本原理是建立在光与物质相互作用的基础上,当光子和某一溶液中吸收辐射的物质分子相碰撞时,就发生吸收,测量其吸光度值的大小可反映某种物质存在的量的多少。光的吸收程度与浓度有一定的比例关系,这就是著名的比直定律。该定律成立的必要条件是单色光(单一波长光)照射样品。为了使该定律具有良好的线性,对测量浓度有一定的范围要求。也就是吸光度值控制在0.2~0.7之间,并且要求单色光垂直照射样品,试样要均匀。


  一台性能优良的分光光度计,必须有一个高性能的光路系统即单色仪。单色仪有两类:一类是以玻璃三棱镜为色散元件组成;另一类是由光栅为色散元件组成。两种单色仪各有利弊,用石英玻璃做成的单色仪,在紫外光区有较高的色散率,波长精度较高,分辨率可达0.2nm,但在可见光区要大于2nm。近几年出现了不少带单片机的分光光度计,数据处理和操作功能大大加强,但基本原理没有变。


  另外,做好仪器的日常维护保养工作,也是用好一台仪器的关键。分光光度计是一种高阻仪器,所以怕潮湿,过高的空气湿度将影响仪器的稳定性和电安全性,环境湿度一般控制在<85%。温度对仪器也有一定影响,因仪器灯源本身具有热量。当工作一段时间后,仪器本身温度会增加,当环境温度过高时会严重影响仪器读数的稳定性和使用寿命。实验室的温度一般控制在10℃~25℃之间。在日常维护工作中要定期更换仪器的硅胶,定期开机,这样才能保证仪器的正常使用和测量数据稳定可靠。


  比色器的选用分光光度计的比色皿若选用不当也会给分析工作带来较大误差。一般紫外光区用石英比色皿,可见光区用玻璃比色皿。石英比色皿可用在全波段,玻璃比色皿只能用于340nm以上波长,因为玻璃不透紫外光。使用中的比色皿会受污染,其配套性会变差。所以当发现配套性变差后要及时清洗,污染严重的要用重铬酸钾洗液清洗。当两个比色皿在检定配套性时其透射比之差小于0.5%透过率时,就要考虑重新配套或更换比色皿。另外,每次装入比色皿的溶液不要过满,一般装2/3即可,并在每次倒溶液时应小心操作,减少对进光面的擦洗次数,以防进光面磨损而影响透过率。分光光度计是计量仪器,必须定期检定或校准,若经修理后必须重新检定,经检定合格后方可使用。


  纯粹的单色光只是一种理想情况,分光光度计所能得到的“单色光”,实际上只是具有一定波长范围的谱带,狭缝越宽,所包括的波长范围也愈宽。 对单色光纯度来说,狭缝是愈窄愈好,但光的强度也就越弱,因此狭缝不能无限制地小,狭缝的最小宽度取决于检测器能准确地进行测量的最小光能量。目前达到的最小宽度为0.1nm。


  分光光度计通常是由硒光电池或硅光电池和微安表组成,光电池是把紫外光能直接转换成电能的光电元件。当光线射到硒光电池表面时,入射光透过金属薄膜到达半导体硒层和金属薄膜的分界面上,在界面上产生光电效应。产生的光生电流的大小与光电池受光表面上的照度有一定的比例关系。这时如果接上外电路,就会有电流通过,电流值从以毫瓦(mw)为刻度的微安表上指示出来。光电流的大小取决于入射光的强弱。


  紫外的照度与人们的工作生产生活有着密切的关系。充足的光照,可防止人们免遭意外事故的发生。反之,过暗的光线可引起人体疲劳的程度远远超过眼睛的本身。因此,不适或较差的照明条件是造成事故和疲劳的主要原因之一。现有统计资料表明,在所有职业劳动的事故中约有30%是直接或间接因光线不足所造成的。


  光是指能引起人眼睛光亮感觉的电磁辐射,当光线进入眼睛后可产生的知觉称为视觉。人们所见的光是指可见光,其波长范围在380~760nm之间。


  采光可分为自然采光和人工光源两大类。自然采光是指室内和地区的天然照度,有直接的日光照散射光和周围物体的反射光,常用采光系数和自然照度表示,而采光系数是指采光口的有效面积与室内地面面积之比。
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