紫外可見分光光度計(jì)的基本原理與工作機(jī)制

更新時(shí)間：2025-08-18 點(diǎn)擊次數(shù)：111

在現(xiàn)代科學(xué)研究與工業(yè)生產(chǎn)中，精確分析物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。紫外可見分光光度計(jì)作為一種重要的分析儀器，憑借其對(duì)物質(zhì)在紫外與可見光區(qū)域吸收特性的精確測(cè)量，為眾多領(lǐng)域提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支持。從科研實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)質(zhì)量控制，從環(huán)境監(jiān)測(cè)到生物醫(yī)學(xué)研究，它都發(fā)揮著的作用。本文將深入探討其基本原理與工作機(jī)制，揭示其在科學(xué)探索中的核心價(jià)值。

分光光度法的理論基石

分光光度法基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收特性。當(dāng)光照射到物質(zhì)上時(shí)，特定波長(zhǎng)的光會(huì)被物質(zhì)分子吸收，導(dǎo)致光強(qiáng)度減弱。這種吸收與物質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)和電子狀態(tài)密切相關(guān)。根據(jù)朗伯 - 比爾定律（Lambert - Beer Law），吸光度（A）與物質(zhì)濃度（c）、光程長(zhǎng)度（l）成正比，即 A = εcl，其中 ε 為摩爾吸光系數(shù)，是物質(zhì)的特征常數(shù)。這一定律為定量分析提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，通過測(cè)量吸光度，可精確推算物質(zhì)濃度。

儀器的關(guān)鍵組成部分

光源：提供穩(wěn)定的紫外與可見連續(xù)光譜。常用的光源有氘燈（用于紫外區(qū)，190 - 400 nm）和鎢燈（用于可見區(qū)，320 - 2500 nm）。氘燈通過氘氣放電產(chǎn)生高強(qiáng)度紫外光，而鎢燈則基于燈絲發(fā)熱輻射可見光。

單色器：將光源發(fā)出的復(fù)合光分解為單色光。其核心部件是光柵或棱鏡，光柵利用光的衍射原理，將不同波長(zhǎng)的光分開；棱鏡則基于光的折射特性實(shí)現(xiàn)分光。通過調(diào)節(jié)單色器，可選擇特定波長(zhǎng)的光用于樣品測(cè)量。

樣品池：盛放樣品的容器，在紫外區(qū)需使用石英材質(zhì)，因其對(duì)紫外光透過率高；在可見區(qū)，玻璃或石英均可。樣品池的光程長(zhǎng)度通常為 1 cm，不同光程可根據(jù)樣品濃度調(diào)整。

檢測(cè)器：將透過樣品的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行檢測(cè)。常用的檢測(cè)器有光電倍增管和光電二極管陣列。光電倍增管可將微弱光信號(hào)放大，提高檢測(cè)靈敏度；光電二極管陣列則能同時(shí)檢測(cè)多個(gè)波長(zhǎng)的光，快速獲取全光譜信息。

工作流程解析

光源發(fā)出的復(fù)合光經(jīng)單色器分光后，選擇特定波長(zhǎng)的光照射到樣品池中的樣品上。部分光被樣品吸收，剩余光透過樣品到達(dá)檢測(cè)器。檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大和數(shù)據(jù)處理后，得到樣品在該波長(zhǎng)下的吸光度。通過掃描不同波長(zhǎng)，可獲得樣品的紫外可見吸收光譜，該光譜如同物質(zhì)的 “指紋"，反映其分子結(jié)構(gòu)與組成信息。例如，有機(jī)化合物中的共軛雙鍵會(huì)在特定紫外波長(zhǎng)處產(chǎn)生強(qiáng)吸收峰，可用于鑒定化合物類型與結(jié)構(gòu)。

結(jié)語

紫外可見分光光度計(jì)以其基于分光光度法的精確測(cè)量原理和精心設(shè)計(jì)的工作機(jī)制，成為現(xiàn)代分析化學(xué)領(lǐng)域的核心儀器之一。其對(duì)物質(zhì)吸收光譜的準(zhǔn)確測(cè)定，為定性與定量分析提供了強(qiáng)大手段，推動(dòng)了眾多學(xué)科與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，它將在更廣泛領(lǐng)域發(fā)揮更大作用，助力科學(xué)研究與工業(yè)生產(chǎn)邁向新高度。

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紫外可見分光光度計(jì)的基本原理與工作機(jī)制