第三章紫外和可见吸收光谱 分子的价电子在吸收辐射并跃迁到高能级后所产生的吸收光谱,通常被称为电子光 谱,由于其波长范围是在光谱的可见和紫外区,所以电子光谱又叫紫外和可见光谱。 利用紫外和可见吸收光谱来进行定量分析由来已久,公元60年古希腊已知道利用五味 子浸液来估计醋中铁的含量。这一古老的方法由于最初是运用人的眼睛来进行检测,所以 又叫做比色法。20世纪30年代产生了第一台光电比色计,40年代出现的 Bakman u分光 光度计则促进了新的分光光度法的发展。随着电子技术和计算机的发展,紫外和可见分光 光度计已向着微型化,自动化,在线和多组分同时测定等方向发展,并已取得较多的成 由于物质的电子光谱是其分子中离域的价电子吸收,因此在定性分析中缺少基团和结 构的特征性,但它与其它谱学方法结合起来后就有着其独特的作用。 531紫外和可见光谱仪 测量紫外和可见光谱的光谱仪又叫做紫外及可见分光光度计,其工作原理为:由光源 产生的连续辐射,经单色器后获得单色光,通过液槽中的待测溶液后,一部分被待测溶液 所吸收,未被吸收的光到达光检测器,使光信号转变成电信号并加以放大,最后将信号数 据显示或记录下来。 3.1.1紫外和可见光谱仪的主要组成部分 1.光源:提供180nm-1000nm波长的连续辐射。常用的有氢灯、氘灯(适用于紫外 区180-370mm),钨灯和卤钨灯(适用于可见区340-1000m)。此外,还有激光光源等 2.单色器:把来自光源的复合光分解成单色光,并能连续调节。其中色散元件采用 的可以是棱镜或光栅,入口狭缝和出口狭缝则可调节出射单色光的带宽和纯度 3.试样槽:又叫吸收槽,通常用玻璃或石英制成,用来盛放被测溶液,前者适用于 可见到近红外区,后者适用于紫外到近红外区。根据测量需要,试样槽可以有不同的形状 以及不同光路长度的设计。现代的紫外分光光度计大都具有光度标尺扩张和光度标尺压 缩,因此已不需要改变试样槽的光路长度。 4.接收放大系统:其功能是将吸收谱带的光辐射信号转变成电信号,然后进行放 大、变换、伺服控制等。常用的光电接收器件有硒光电池、光电管和光电倍增管等。现在 一般都采用光电倍增管,光电流可放大至10°-10倍。此外,使用积分电路形式的硅光电二 极管阵列也已被广泛地用作光谱检测器 5.显示或记录器:其作用是将放大的信号通过电流表、数字显示装置或记录仪将结 果显示或记录下来 3.1.2紫外及可见光谱仪的类型
第三章 紫外和可见吸收光谱 分子的价电子在吸收辐射并跃迁到高能级后所产生的吸收光谱，通常被称为电子光 谱，由于其波长范围是在光谱的可见和紫外区，所以电子光谱又叫紫外和可见光谱。 利用紫外和可见吸收光谱来进行定量分析由来已久，公元 60 年古希腊已知道利用五味 子浸液来估计醋中铁的含量。这一古老的方法由于最初是运用人的眼睛来进行检测，所以 又叫做比色法。20 世纪 30 年代产生了第一台光电比色计，40 年代出现的 Bakman UV 分光 光度计则促进了新的分光光度法的发展。随着电子技术和计算机的发展，紫外和可见分光 光度计已向着微型化，自动化，在线和多组分同时测定等方向发展，并已取得较多的成 果。 由于物质的电子光谱是其分子中离域的价电子吸收，因此在定性分析中缺少基团和结 构的特征性，但它与其它谱学方法结合起来后就有着其独特的作用。 §3.1 紫外和可见光谱仪 测量紫外和可见光谱的光谱仪又叫做紫外及可见分光光度计，其工作原理为：由光源 产生的连续辐射，经单色器后获得单色光，通过液槽中的待测溶液后，一部分被待测溶液 所吸收，未被吸收的光到达光检测器，使光信号转变成电信号并加以放大，最后将信号数 据显示或记录下来。 3.1.1 紫外和可见光谱仪的主要组成部分 1. 光源：提供 180nm-1000nm 波长的连续辐射。常用的有氢灯、氘灯（适用于紫外 区 180-370nm），钨灯和卤钨灯（适用于可见区 340-1000nm）。此外，还有激光光源等。 2. 单色器：把来自光源的复合光分解成单色光，并能连续调节。其中色散元件采用 的可以是棱镜或光栅，入口狭缝和出口狭缝则可调节出射单色光的带宽和纯度。 3. 试样槽：又叫吸收槽，通常用玻璃或石英制成，用来盛放被测溶液，前者适用于 可见到近红外区，后者适用于紫外到近红外区。根据测量需要，试样槽可以有不同的形状 以及不同光路长度的设计。现代的紫外分光光度计大都具有光度标尺扩张和光度标尺压 缩，因此已不需要改变试样槽的光路长度。 4. 接收放大系统：其功能是将吸收谱带的光辐射信号转变成电信号，然后进行放 大、变换、伺服控制等。常用的光电接收器件有硒光电池、光电管和光电倍增管等。现在 一般都采用光电倍增管，光电流可放大至 106 -107 倍。此外，使用积分电路形式的硅光电二 极管阵列也已被广泛地用作光谱检测器。 5. 显示或记录器：其作用是将放大的信号通过电流表、数字显示装置或记录仪将结 果显示或记录下来。 3.1.2 紫外及可见光谱仪的类型
紫外及可见光谱仪根据其光通路设计的不同,可以分为两类,一类叫做单光束分光光 度计,另一类是双光束分光光度计。 1.单光束分光光度计:从光源到检测器只有一条光路,其光路图如图3.1.1所示 从光源D2或W发射的连续辐射经过凹面聚光镜M1,平面反射镜M2,再经狭缝S到达准 直镜M,此时形成的平行光束进入棱镜P被色散后,在棱镜镀铝面上被反射,又重新进入 棱镜再一次色散,并经M反射,通过狭缝S和样品槽S,最终到达光电倍增管PM,经过转 换,放大处理后,即可被显示或记录下来。通常单光束分光光度计又可分为手动型和自动 记录型两种。早期的分光光度计大多为该种类型 图3.1.1单光束分光光度计光路图 2.双光束分光光度计:从光源到检测器有两条光通路,样品光路和参比光路,仪器 的设计可自动消除空白吸收,不需空白调零操作。其光路图如下 3.1.2双光束分光光度计光路图 从光源D2或W发射的辐射经反射镜M、平面反射镜M2、入口狭缝S到达准直镜M形成 平行光束,到达光栅G,被色散后,经M,出口狭缝S2,再经扇形镜Sa1和反射镜M,交替 地进入样品槽和参比槽,最后又交替地经过S=2,最终到达光电倍增管PM,经过转换,放大 处理后,即被显示或记录下来
紫外及可见光谱仪根据其光通路设计的不同，可以分为两类，一类叫做单光束分光光 度计，另一类是双光束分光光度计。 1．单光束分光光度计：从光源到检测器只有一条光路，其光路图如图 3.1.1 所示。 从光源 D2 或 W 发射的连续辐射经过凹面聚光镜 M1，平面反射镜 M2，再经狭缝 S 到达准 直镜 M3，此时形成的平行光束进入棱镜 P 被色散后，在棱镜镀铝面上被反射，又重新进入 棱镜再一次色散，并经 M3 反射，通过狭缝 S 和样品槽 Sa，最终到达光电倍增管 PM，经过转 换，放大处理后，即可被显示或记录下来。通常单光束分光光度计又可分为手动型和自动 记录型两种。早期的分光光度计大多为该种类型。 图 3.1.1 单光束分光光度计光路图 2．双光束分光光度计：从光源到检测器有两条光通路，样品光路和参比光路，仪器 的设计可自动消除空白吸收，不需空白调零操作。其光路图如下： 图 3.1.2 双光束分光光度计光路图 从光源 D2 或 W 发射的辐射经反射镜 M1、平面反射镜 M2、入口狭缝 S 到达准直镜 M3 形成 平行光束，到达光栅 G,被色散后，经 M3，出口狭缝 S2，再经扇形镜 Se1 和反射镜 M4，交替 地进入样品槽和参比槽，最后又交替地经过 Se2，最终到达光电倍增管 PM，经过转换，放大 处理后，即被显示或记录下来
双光束紫外光谱仪自80年代后,带微机,荧光屏显示,图象打印等,已发展到一个 很高的水平
双光束紫外光谱仪自 80 年代后，带微机，荧光屏显示，图象打印等，已发展到一个 很高的水平