关于紫外可见分光光度计的测量原理

　　1 背景
 　　1852年，比尔(Beer)参考【kǎo】了【le】布给尔(Bouguer)在1729年和朗伯(Lambert)在1760年所【suǒ】发表【biǎo】的文章，提【tí】出【chū】了分【fèn】光【guāng】光度的基本【běn】定律，即液【yè】层厚度相等时，颜色的强度与呈色溶【róng】液的浓度成【chéng】比例，从而奠定了【le】分光光度法的理论基础【chǔ】，这就是的比尔朗伯定律。
 　　1854年，杜【dù】包【bāo】斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人【rén】将朗【lǎng】伯比尔定律【lǜ】应用于定量分析化学领域，并且设计了【le】台【tái】比色计。
 　　1918年，美国国家标准【zhǔn】局【jú】制成了【le】台紫外可见分光光度计。此【cǐ】后，紫外【wài】可见分光光度计经不断【duàn】改进，又【yòu】出现【xiàn】自动记【jì】录【lù】、自动打印、数字显示【shì】、微机【jī】控制等【děng】各种类型的【de】仪【yí】器，使分光光度法的灵敏度【dù】和准确度也不【bú】断【duàn】提高，应用范【fàn】围不断扩大。
 　　紫外-可【kě】见分【fèn】光光度【dù】计【jì】是基于紫外可见【jiàn】分光光度法【fǎ】原【yuán】理，利用【yòng】物质分子对紫外可见光谱区的辐【fú】射吸收来进行分析的【de】一种分析仪器。主要由光源【yuán】、单色器、吸收池、检测器和信号处【chù】理【lǐ】器等部件组成【chéng】。光源的功能是提供足够强【qiáng】度的、稳定的连续光谱【pǔ】。紫外【wài】光区通常用氢灯或氘灯.见【jiàn】光区通常用钨【wū】灯或卤【lǔ】钨【wū】灯。单色器的功能是将【jiāng】光源【yuán】发【fā】出的复合【hé】光【guāng】分解并从中分出所需【xū】波长的【de】单【dān】色光。色散元件有棱镜和【hé】光栅两种。可【kě】见光区的测量用玻璃吸收池，紫外光区【qū】的测量【liàng】须【xū】用石【shí】英吸收池。检测器的【de】功能是通过光【guāng】电转换元件检测【cè】透过光的【de】强【qiáng】度【dù】，将光信【xìn】号转变成电信号【hào】。常用的光电转【zhuǎn】换元件【jiàn】有光电【diàn】管、光电倍增管及光二【èr】极管阵列检测器【qì】。分【fèn】光【guāng】光度计的分类方法有多种：按光路系统可分为单光束和双光束分光光度计；按测【cè】量方式可分为单【dān】波长和双波长分光光【guāng】度计；按【àn】绘【huì】制光谱图的检测【cè】方【fāng】式分为分【fèn】光扫描检测与【yǔ】二极管【guǎn】阵【zhèn】列全谱检测。
 　　2 测量原理
 　　2.1 朗伯定律（1760年）
 　　如果一束【shù】平【píng】行单【dān】色【sè】光照【zhào】射在均【jun1】匀介质时，当吸光物质的浓度一定时【shí】，则均匀介质【zhì】对光的吸【xī】收度A与均匀介质厚度b成正【zhèng】比。
 　　A=lg(I0/It)=k1b
 　　式中I0—入射光强【qiáng】度，It—透射光强【qiáng】度，k1—比例【lì】常【cháng】数，它与【yǔ】介质【zhì】物质【zhì】、厚度、温度以及入射光波长【zhǎng】等因素有关，b—溶液【yè】厚【hòu】度【dù】。
 　　2.2 比尔定律（1852年）
 　　如果一束【shù】平行单色【sè】光照射在【zài】均匀介质时【shí】，当均匀【yún】介质厚度【dù】一定时，则均匀【yún】介质对光的吸收度A与介质中吸【xī】光物质的浓度【dù】c成正比。
 　　A=lg(I0/It)=k2c
 　　式【shì】中，k2—比例常【cháng】数，它【tā】与介质【zhì】物【wù】质、厚度、温【wēn】度以及入射光波长等【děng】因素有关，c—试样浓度。
 　　2.3 朗伯—比尔定律
 　　当入射光强度【dù】一【yī】定时，介质的【de】吸光度【dù】A与介质中吸【xī】光物质的浓度c和介质【zhì】厚度【dù】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取值范围为0.0%~100.0%，全部吸收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【yè】的T越【yuè】大，说明对光的吸收越【yuè】小【xiǎo】，浓度【dù】低；T越小，说明【míng】对光的吸【xī】收【shōu】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。