紫外分光光度計的工作原理基于朗伯-比爾定律,通過測定物質(zhì)對特定波長紫外可見光的吸收程度來進行定性和定量分析。以下是其工作原理的具體介紹:
1.光源提供光譜
光源類型:紫外可見分光光度計使用不同類型的光源來覆蓋所需的光譜范圍。在紫外區(qū)通常使用氫燈或氘燈,而在可見區(qū)則使用鎢燈或鹵鎢燈。這些光源能夠提供足夠強度的連續(xù)光譜,確保樣品在不同波長下的吸收特性可以被準(zhǔn)確測量。
光源穩(wěn)定性:光源的穩(wěn)定性是保證測量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素之一。穩(wěn)定的光源可以確保在測量過程中光譜的一致性,從而減少誤差。
2.單色器選擇波長
色散元件:單色器中的色散元件(如棱鏡或光柵)將光源發(fā)出的復(fù)合光分解成單一波長的光。這一步驟是實現(xiàn)高精度測量的基礎(chǔ),因為不同物質(zhì)對不同波長的光有不同的吸收特性。
所需波長的選擇:根據(jù)被測物質(zhì)的特性,選擇合適的波長進行測量。例如,某些化合物在紫外區(qū)有較強的吸收,而另一些可能在可見區(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區(qū),后者僅適用于可見區(qū)。這是因為石英對紫外光具有良好的透過性,而普通玻璃則會吸收紫外光。
設(shè)計要求:吸收池的設(shè)計要求其底及兩側(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,以確保測量的準(zhǔn)確性。
4.紫外分光光度計檢測器檢測光強
光電轉(zhuǎn)換:檢測器的功能是將透過吸收池的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。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器等。
信號處理:轉(zhuǎn)換后的電信號經(jīng)過放大和處理后,可以用于進一步的數(shù)據(jù)分析和顯示?,F(xiàn)代紫外可見分光光度計通常配備有微處理機、熒光屏顯示和記錄儀等設(shè)備,以便實時顯示和記錄測量結(jié)果。
5.信號處理器分析數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)處理:信號處理器負(fù)責(zé)接收來自檢測器的電信號,并將其轉(zhuǎn)換為吸光度值。這些數(shù)據(jù)隨后用于計算樣品的濃度或其他相關(guān)參數(shù)。
結(jié)果顯示:最終的測量結(jié)果可以通過數(shù)字顯示或圖形方式呈現(xiàn)給用戶。高級儀器還可以提供自動記錄和打印功能,方便數(shù)據(jù)的保存和后續(xù)分析。