关于紫外可见分光光度计的测量原理

　　1 背景
 　　1852年【nián】，比【bǐ】尔(Beer)参【cān】考了布给尔(Bouguer)在1729年和朗伯(Lambert)在1760年所发表【biǎo】的【de】文章，提出了【le】分光光【guāng】度的基本定律，即液层【céng】厚【hòu】度相等时，颜【yán】色的强度与呈色溶液【yè】的【de】浓【nóng】度成比例，从而【ér】奠定了【le】分光光度法的理论基【jī】础，这就是的比尔朗伯定律。
 　　1854年，杜包斯克【kè】(Duboscq)和【hé】奈斯【sī】勒(Nessler)等人将朗伯比尔定律应用于定量分析【xī】化学领域，并且设计【jì】了台【tái】比色计。
 　　1918年，美国国家标准局制【zhì】成【chéng】了台【tái】紫外可见分光光度计。此后，紫【zǐ】外可见分【fèn】光光度计经【jīng】不断【duàn】改进，又出现自动记录、自动【dòng】打印、数字【zì】显示、微机【jī】控制等【děng】各种类型的仪【yí】器，使分光光度法的灵敏度和准确度也不断提高，应用范围不【bú】断扩大【dà】。
 　　紫外-可见【jiàn】分光【guāng】光度计【jì】是【shì】基【jī】于紫外可见分光光度法原理，利用物质分子对紫外【wài】可见光谱【pǔ】区的辐【fú】射【shè】吸收来进行分【fèn】析的一种分析仪【yí】器。主要由光源、单色器、吸收池、检【jiǎn】测器【qì】和信【xìn】号处【chù】理器等部件组成。光源的功能【néng】是提【tí】供足够强度的、稳定的连【lián】续光【guāng】谱。紫外光【guāng】区【qū】通【tōng】常【cháng】用氢灯【dēng】或氘灯【dēng】.见光区通常用钨灯或卤钨灯。单色器的功能是将光源发出的复合【hé】光分解并从【cóng】中分【fèn】出所需波【bō】长的单色光。色散元件有棱镜和光栅两种。可【kě】见光区的测量【liàng】用玻璃吸收【shōu】池，紫外光区的测量须用【yòng】石英吸收池。检测器的功能是通过光电转【zhuǎn】换元件检【jiǎn】测透过光的强度，将【jiāng】光【guāng】信【xìn】号【hào】转【zhuǎn】变成电信号。常用的光【guāng】电转换元件【jiàn】有光电管、光电倍增管及光二极管【guǎn】阵【zhèn】列检测器。分光光【guāng】度计的【de】分类方【fāng】法有多种：按光路【lù】系统可分【fèn】为【wéi】单光【guāng】束和【hé】双光束分光光度【dù】计【jì】；按测量方式可分为单波长和双波【bō】长分光光度计【jì】；按绘制光谱图的检测方式分为分光【guāng】扫描检测与二极管阵列全谱【pǔ】检测。
 　　2 测量原理
 　　2.1 朗伯定律（1760年）
 　　如果一束平行单色光照射在均匀介质时，当吸【xī】光物质的【de】浓度一定时，则均【jun1】匀【yún】介质对【duì】光【guāng】的吸【xī】收度A与均匀【yún】介【jiè】质厚【hòu】度b成正比【bǐ】。
 　　A=lg(I0/It)=k1b
 　　式中【zhōng】I0—入射光强【qiáng】度，It—透射光强度，k1—比例常数，它与介【jiè】质物质、厚度【dù】、温度以及入射光波长【zhǎng】等因素有关，b—溶液厚【hòu】度。
 　　2.2 比尔定律（1852年）
 　　如果【guǒ】一束平行单色光照【zhào】射【shè】在均匀【yún】介【jiè】质时，当均【jun1】匀介质厚度一定【dìng】时，则均匀介【jiè】质对光的吸收度A与介质中吸光物质的浓度c成正【zhèng】比。
 　　A=lg(I0/It)=k2c
 　　式【shì】中，k2—比例【lì】常数，它【tā】与介质物质、厚度【dù】、温【wēn】度以及入射【shè】光波长等因素有关，c—试样浓度。
 　　2.3 朗伯—比尔定律
 　　当入射光强度一定【dìng】时，介质的吸光度A与介质中【zhōng】吸【xī】光物质的【de】浓度【dù】c和介质厚度b的乘【chéng】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取值范围为0.0%~100.0%，全部吸收【shōu】T=0.0%，全部【bù】投【tóu】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，说明对光的【de】吸收【shōu】越小，浓度低；T越【yuè】小，说【shuō】明对【duì】光的吸收越大【dà】，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。