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woaidumoa

2006-09-03 17:59

分光光度計(jì)介紹

分光光度計(jì)

一、概述
分光光度計(jì)是利用物質(zhì)對(duì)光的選擇吸收現(xiàn)象，進(jìn)行物質(zhì)的定性和定量分析的光電式分析儀器，也是一種光譜儀器。根據(jù)電磁輻射原理，不同的物質(zhì)具有不同的選擇吸收，也即具有不同的吸收光譜。通過(guò)對(duì)吸收光譜的分析可方便的判斷物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及人們對(duì)物質(zhì)認(rèn)識(shí)的不斷深化，，迫切要求發(fā)展新的先進(jìn)的分析技術(shù)和儀器，分光光度計(jì)就是在這種歷史條件下問(wèn)世和發(fā)展的。
分光光度計(jì)是分光儀器和光度計(jì)的一種組合。按工作光譜原理的不同，分光光度計(jì)可分為研究物質(zhì)分子吸收光譜的分光光度計(jì)、研究物質(zhì)中原子吸收的原子吸收分光光度計(jì)、研究物質(zhì)分子熒光發(fā)射的熒光分光光度計(jì)和研究物質(zhì)原子熒光發(fā)射的原子熒光分光光度汁、研究分子喇曼散射光譜的喇曼光譜儀等。由于分光光度法具有分析精度高、測(cè)量范圍廣、分析速度快、樣品用量少等優(yōu)點(diǎn)，分光光度計(jì)已成為探索自然、改造自然、發(fā)展科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的強(qiáng)有力的工具，是現(xiàn)代化分析實(shí)驗(yàn)室必備的常規(guī)儀器之一。
二、分光光度計(jì)的基本組成
分光光度計(jì)主要構(gòu)成部分有光源部分、光度計(jì)部分、單色器和接受記錄部分。分光光度計(jì)的主要組成部分可以用圖1表示：
光源
單色儀
樣品池
接受放大系統(tǒng)
顯示記錄系統(tǒng)

圖1 分光光度計(jì)框圖
下面分別敘述這幾個(gè)部分的光學(xué)系統(tǒng)的特性。
1光源系統(tǒng)
分光光度計(jì)的光源系統(tǒng)由光源和照明系統(tǒng)組成。
1.1光源
分光光度計(jì)中對(duì)光源有一定要求，理想的輻射光源應(yīng)具備以下一些特性：
(1)在所使用的被長(zhǎng)范圍內(nèi)提供連續(xù)輻射，即光源應(yīng)發(fā)射連
(2)輻射能量隨波長(zhǎng)的變化盡可能小，且有足夠的強(qiáng)度。
(3)使用壽命較長(zhǎng)。
(4)要有良好的穩(wěn)定性，特別是對(duì)單光束儀器。
在190一360nm波長(zhǎng)范圍紫外波段，常用的光源是氫弧燈和氘弧燈，氘燈的紫外光發(fā)射強(qiáng)度比氫燈強(qiáng)。
在360一2500nm波長(zhǎng)范圍可見(jiàn)和進(jìn)紅外波段，常用白熾鎢燈作為光源。圖2為氫燈、鎢燈的光譜能量分布圖。
在2—50μm波長(zhǎng)的中遠(yuǎn)紅外波段內(nèi)，常用的光源是能斯脫和硅碳棒，其光譜能量分布如圖3所示。另外，對(duì)于要求較低的儀器，灼熱的金屬絲(如鎳鉻絲)可以作為紅外光源；而在遠(yuǎn)紅外區(qū)高壓汞燈也是一種常用的光源。
圖2 光源能量分布圖3 紅外輻射光源
A－氫燈，B一鎢燈，C一不同溫度T的黑體輻射 A－能斯脫，B－硅碳棒
1.2照明系統(tǒng)
光源系統(tǒng)的照明系統(tǒng)一般有兩中：?jiǎn)喂馐彰飨到y(tǒng)和雙光束照明系統(tǒng)。光源系統(tǒng)中的反射鏡的作用是把光源發(fā)出的光線集中在單色
器的入縫上，使整個(gè)狹縫照明均勻并充滿單色器的孔徑。
在照明系統(tǒng)為單光束的儀器，只要求光源反射鏡引入一個(gè)高通量的光束即可，對(duì)光源的成像質(zhì)量要求不高。圖4為一種單光束照明系統(tǒng)光路圖。
在雙光束照明系統(tǒng)的分光光度計(jì)中，光源系統(tǒng)并不直接照明單色儀的狹縫，如圖5所示。光度系統(tǒng)處于單色器和光源之間，而在光度系統(tǒng)中，有一個(gè)梳形減光楔，光源必須首先成像在減光楔上。減光楔通過(guò)光度系統(tǒng)要求清晰地成像在單色器的入縫上。

圖4單光束照明系統(tǒng) 圖5雙光束照明系統(tǒng)
2單色器系統(tǒng)
單色器是分光光度計(jì)的核心部分，儀器的主要光學(xué)特性和工作特性基本上由單色器決定。它的作用是將光源發(fā)出的白光色散成各種波長(zhǎng)的單色光，從出射狹縫中導(dǎo)出，照于樣品上。分光光度計(jì)中的單色器是一個(gè)完整的色散系統(tǒng)，除了色散元件——棱鏡或光柵外，還有入射和出射狹縫以及一組反射鏡。根據(jù)工作光譜范圍、色散率、分辨串等性能指標(biāo)的要求，可分別選用棱鏡或光柵分光的單色器，雙聯(lián)單色器，也可采用濾色片分光的單色器等。