紫外制冷光譜儀的原理主要基于紫外可見(jiàn)光譜法和朗伯-比爾定律(Lambert-Beer Law)。以下是關(guān)于其原理的詳細(xì)解釋:
一、紫外可見(jiàn)光譜法
紫外光譜儀是一種利用紫外可見(jiàn)光譜法工作的儀器,它通過(guò)分析物質(zhì)在紫外光波段內(nèi)的吸收和透射特性,來(lái)推斷物質(zhì)的種類、濃度和結(jié)構(gòu)等信息。這種方法主要依賴于物質(zhì)分子對(duì)紫外光的吸收特性,即物質(zhì)中的分子和原子能夠吸收入射光中的某些特定波長(zhǎng)的光能量,從而發(fā)生分子振動(dòng)能級(jí)躍遷和電子能級(jí)躍遷。
二、朗伯-比爾定律
朗伯-比爾定律是紫外光譜儀進(jìn)行定量分析的基礎(chǔ)。該定律描述了溶液中溶質(zhì)對(duì)紫外光的吸收現(xiàn)象,即當(dāng)紫外光通過(guò)樣品時(shí),被樣品中的分子吸收的光強(qiáng)度與樣品中溶質(zhì)的濃度成正比。同時(shí),光被吸收的程度也與光通過(guò)樣品的路徑長(zhǎng)度(即光程)成正比。因此,通過(guò)測(cè)量透射光或反射光的強(qiáng)度變化,可以計(jì)算出物質(zhì)對(duì)紫外光的吸光度,進(jìn)而推斷出物質(zhì)的濃度。

三、紫外制冷光譜儀的工作原理
1.光源:紫外制冷光譜儀通常使用氘燈或氙燈等穩(wěn)定且高強(qiáng)度的光源來(lái)產(chǎn)生所需波長(zhǎng)的紫外光。這些光源能夠覆蓋紫外光區(qū)的不同波長(zhǎng)范圍,以滿足不同樣品的分析需求。
2.單色器:入射單色器將來(lái)自光源的多色光分散成單色光束,以便進(jìn)行精確測(cè)量。這通常通過(guò)光柵或棱鏡等色散元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。出射單色器則對(duì)通過(guò)樣品后的光進(jìn)行分散,以便將不同波長(zhǎng)的光分離,從而可以選擇特定波長(zhǎng)的光進(jìn)入檢測(cè)器。
3.樣品池:樣品池是放置樣品的區(qū)域,通常由透明的石英或玻璃制成。樣品可以是液體、固體或氣體狀態(tài)。在樣品池中,待測(cè)試的樣品溶液會(huì)被注入,以便進(jìn)行光譜掃描。
4.檢測(cè)器:檢測(cè)器用于測(cè)量并記錄通過(guò)樣品的光強(qiáng)度。常見(jiàn)的檢測(cè)器包括光電二極管和光電倍增管等,它們能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在
紫外制冷光譜儀中,檢測(cè)器通常具有較高的靈敏度和穩(wěn)定性,以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。
5.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于接收來(lái)自檢測(cè)器的電信號(hào),并進(jìn)行處理和分析。它可以繪制光譜曲線、計(jì)算吸光度等參數(shù),從而得出樣品的濃度和結(jié)構(gòu)等信息。
在測(cè)量過(guò)程中,光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)后,被分成兩束光:一束作為參比光束,用于校準(zhǔn)和參考;另一束作為樣品光束,通過(guò)樣品池中的樣品溶液。然后,這兩束光分別被引導(dǎo)到檢測(cè)器上,檢測(cè)器將光能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并進(jìn)行記錄和分析。通過(guò)比較參比光束和樣品光束的電信號(hào)差異,可以計(jì)算出樣品在不同波長(zhǎng)處的吸光度,從而得到樣品的吸收光譜。
紫外制冷光譜儀的原理是基于紫外可見(jiàn)光譜法和朗伯-比爾定律的。它利用高強(qiáng)度的紫外光源、精確的單色器、穩(wěn)定的樣品池和靈敏的檢測(cè)器等部件,通過(guò)測(cè)量物質(zhì)在紫外光波段的吸收特性來(lái)推斷物質(zhì)的種類、濃度和結(jié)構(gòu)等信息。