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【kǎo】了【le】布给尔(Bouguer)在1729年和朗伯(Lambert)在1760年【nián】所发表的文章，提出了分光光度的基【jī】本定律，即【jí】液层厚度相等时【shí】，颜色的强度与呈【chéng】色溶液的浓度成比例【lì】，从而奠【diàn】定【dìng】了分光光度法的【de】理论【lùn】基础【chǔ】，这就是的比尔朗伯【bó】定律。
 　　1854年，杜包【bāo】斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等【děng】人将朗伯比尔定律应【yīng】用于定量分析【xī】化学领域，并【bìng】且设计【jì】了台比色计。
 　　1918年，美【měi】国国家标准【zhǔn】局制成了台紫【zǐ】外可见【jiàn】分光光【guāng】度计【jì】。此后，紫外可见分光光度【dù】计【jì】经【jīng】不断改【gǎi】进，又【yòu】出【chū】现自动记录、自动打印、数【shù】字显【xiǎn】示、微机控制等各种类型的仪器，使分光光度【dù】法的灵敏度和准确度也不断提高，应用范【fàn】围不断扩大。
 　　紫外-可见【jiàn】分光光度计是基于【yú】紫外可见分光光度【dù】法原理【lǐ】，利用物质分子对紫外【wài】可见光谱区的辐射【shè】吸收来进行分析的【de】一种分析仪器。主要由光源、单【dān】色器、吸收池【chí】、检测器和【hé】信号【hào】处理【lǐ】器等部件组成。光源的【de】功能是提供足够【gòu】强【qiáng】度的、稳【wěn】定的【de】连续光【guāng】谱。紫外光区通常用【yòng】氢灯【dēng】或氘灯.见光【guāng】区通【tōng】常用钨灯或卤钨灯。单色【sè】器【qì】的功能【néng】是将光源发出的【de】复合光分解并从【cóng】中【zhōng】分出所需波长的单色光。色【sè】散元件有棱镜和【hé】光栅两种【zhǒng】。可【kě】见光【guāng】区的测量用玻璃吸收池【chí】，紫外光区的测【cè】量须用石英【yīng】吸收池。检【jiǎn】测器的功能是通过光电【diàn】转换元件检测透过【guò】光【guāng】的强度【dù】，将【jiāng】光【guāng】信号转变成【chéng】电信号【hào】。常用的光【guāng】电转【zhuǎn】换元件有光电管、光电倍增【zēng】管及光二极【jí】管阵列检测器。分光光度计的分类方法有多种：按光路系统可分【fèn】为单【dān】光束和双光束【shù】分光【guāng】光度计；按【àn】测量【liàng】方【fāng】式可分为单波长和双波长分光光度计；按绘制光谱图【tú】的【de】检测方【fāng】式分【fèn】为【wéi】分光扫描检【jiǎn】测与【yǔ】二【èr】极管阵列全谱检测。
 　　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，当吸光【guāng】物【wù】质【zhì】的浓【nóng】度一【yī】定时，则均匀【yún】介【jiè】质对光的吸收【shōu】度A与【yǔ】均【jun1】匀介质厚度b成正比。
 　　A=lg(I0/It)=k1b
 　　式中I0—入射光强【qiáng】度，It—透射【shè】光强度，k1—比例【lì】常数，它与介【jiè】质物质【zhì】、厚度、温度【dù】以及入射光波长等因素有【yǒu】关【guān】，b—溶液厚【hòu】度。
 　　2.2 比尔定律（1852年）
 　　如果一束平行单【dān】色光照射在均匀【yún】介质时，当均匀介【jiè】质厚【hòu】度一【yī】定【dìng】时，则【zé】均匀介质对光的吸收度【dù】A与介质中吸光物质的浓度c成正【zhèng】比。
 　　A=lg(I0/It)=k2c
 　　式中，k2—比例【lì】常数，它与介质物【wù】质、厚度、温度以及入射【shè】光波【bō】长【zhǎng】等因素有关，c—试【shì】样浓度。
 　　2.3 朗伯—比尔定律
 　　当入射光强度一定时【shí】，介质【zhì】的吸光度【dù】A与介质中吸【xī】光物质的浓度c和【hé】介质厚度b的乘积成正【zhèng】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【zhí】范围为0.0%~100.0%，全【quán】部吸【xī】收T=0.0%，全部投射【shè】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越大【dà】，说明对光的吸收【shōu】越小，浓【nóng】度低；T越小，说明【míng】对【duì】光的吸收越【yuè】大，浓度【dù】高【gāo】。
 　　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。