关于紫外可见分光光度计的测量原理

　　1 背景
 　　1852年，比尔(Beer)参【cān】考了布给尔(Bouguer)在1729年和朗伯(Lambert)在【zài】1760年所发表的文章【zhāng】，提出了分光光度【dù】的【de】基本定【dìng】律，即液层厚【hòu】度相【xiàng】等时，颜色的强度与呈色溶液【yè】的浓度【dù】成比例【lì】，从而奠定了分光光度法【fǎ】的理论【lùn】基础，这就是的比尔朗【lǎng】伯定【dìng】律。
 　　1854年，杜包斯【sī】克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人【rén】将朗伯比尔【ěr】定律应用【yòng】于【yú】定量分析化学领域，并且设【shè】计了【le】台比色【sè】计。
 　　1918年，美【měi】国国家标准局制成了台紫外可见分光光度【dù】计。此后，紫【zǐ】外可见分光【guāng】光度计【jì】经不【bú】断改进，又【yòu】出【chū】现自动【dòng】记【jì】录、自【zì】动打印【yìn】、数字显示【shì】、微机控制等各种类型的仪器，使分光光【guāng】度法的灵敏度和准确度也【yě】不断【duàn】提高，应用范围【wéi】不断扩大。
 　　紫外【wài】-可见分光光度计是基【jī】于紫外【wài】可见分光光度法原理，利用物质分子对紫外可见光谱区的辐射吸收来进行分析的一种【zhǒng】分析仪【yí】器。主要【yào】由【yóu】光源、单色器、吸收池、检【jiǎn】测器【qì】和信号处理【lǐ】器等部件组成。光源的功能是提供足够【gòu】强度的、稳定【dìng】的连续光【guāng】谱。紫外光区通【tōng】常用氢【qīng】灯或氘灯.见【jiàn】光区通【tōng】常用钨灯【dēng】或卤钨灯。单色器的功能是将光源【yuán】发出的【de】复合光【guāng】分解并从中分出所【suǒ】需波长的单色光。色散元件有棱镜和光栅两种。可见光区的测【cè】量【liàng】用玻璃吸【xī】收【shōu】池，紫外光区的测量须用石【shí】英吸收池。检测器的功能是【shì】通过光【guāng】电转换元件检测【cè】透过光的【de】强【qiáng】度，将光信【xìn】号转变【biàn】成【chéng】电信号。常用【yòng】的光【guāng】电【diàn】转换元件有光电【diàn】管、光【guāng】电【diàn】倍增【zēng】管【guǎn】及光二极管【guǎn】阵【zhèn】列检测器。分【fèn】光光度计【jì】的分类方法有【yǒu】多种【zhǒng】：按光路系统可分【fèn】为【wéi】单光束【shù】和双光束分光光【guāng】度计【jì】；按测【cè】量【liàng】方式可分为单波【bō】长和双波长分光光度计；按绘制光谱图的检测【cè】方式分为分光【guāng】扫描检测与【yǔ】二极【jí】管阵列全谱检测。
 　　2 测量原理
 　　2.1 朗伯定律（1760年）
 　　如【rú】果【guǒ】一束平行单色光照射在均匀【yún】介质时，当吸【xī】光物质的浓度【dù】一定【dìng】时【shí】，则【zé】均匀介质对光的吸【xī】收【shōu】度A与均匀介质厚度b成正比。
 　　A=lg(I0/It)=k1b
 　　式中I0—入射光强度，It—透射【shè】光强度【dù】，k1—比例常数，它与介【jiè】质物质、厚【hòu】度【dù】、温度以【yǐ】及入射光波【bō】长等因素【sù】有关，b—溶液厚度。
 　　2.2 比尔定律（1852年）
 　　如果一束平行单色光【guāng】照【zhào】射【shè】在【zài】均匀介质时，当均【jun1】匀介质厚【hòu】度【dù】一定时，则均匀介质【zhì】对【duì】光的吸收度A与介质中吸光物质的浓度【dù】c成正比。
 　　A=lg(I0/It)=k2c
 　　式中，k2—比例常数，它与【yǔ】介质物质【zhì】、厚度【dù】、温【wēn】度【dù】以及入射光波长等因素有关，c—试样浓【nóng】度【dù】。
 　　2.3 朗伯—比尔定律
 　　当【dāng】入射光强度一【yī】定【dìng】时，介质的吸光【guāng】度【dù】A与介质中吸【xī】光物质的浓度【dù】c和介质厚度b的乘积成正比。
 　　A=lg(I0/It)=kbc

  　　2.4 透光率T
 　　透过率T：透射光强度It与入射光强度I0之比。
 　　T=It/I0
 　　T取【qǔ】值范围【wéi】为0.0%~100.0%，全部吸【xī】收T=0.0%，全部投射T=100.0%。
 　　2.5 吸光度A
 　　吸光度A：透过率T的倒数的对数值。
 　　A=lg(I0/It)=lg(1/T)=kbc
 　　溶液的T越【yuè】大，说【shuō】明对【duì】光的【de】吸收越【yuè】小，浓度低；T越小，说明对光的吸收越大，浓度高。
 　　2.6 吸光系数k
 　　(1)当c的单位用g/L表示时，用a表示，
 　　A=lg(I0/It)=abc

　　式中a—质量吸光系数，L·(g·cm)-1。
 　　(2)当c的单位用mol/L表示时，用ε表示
 　　A=lg(I0/It)==εbc
 　　式中ε—摩尔吸光系数，L·(mol·cm)-1。