紫外固體樣品測(cè)定

1、.紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)固體樣品測(cè)定培訓(xùn). v.1. 固體樣品的測(cè)定1-1. 測(cè)定方法種類 12. 固體樣品的透射測(cè)定2-1.透射測(cè)定的種類22-2.直線透射測(cè)定方法3實(shí)習(xí) 1.直線透射測(cè)定2-3.全透射測(cè)定方法7實(shí)習(xí) 2.全光線透射測(cè)定2-4.散射透射測(cè)定11實(shí)習(xí) 3.散射透射測(cè)定3. 固體樣品的反射測(cè)定3-1.反射測(cè)定的種類153-2.不含鏡面反射的漫反射測(cè)定方法 17實(shí)習(xí) 4.不含鏡面反射的漫反射測(cè)定3-3.含鏡面反射的漫反射反射測(cè)定方法23實(shí)習(xí) 5.含鏡面反射的漫反射測(cè)定3-4.絕對(duì)反射測(cè)定方法（絕對(duì)鏡面反射測(cè)定）29實(shí)習(xí) 6.絕對(duì)反射測(cè)定3-5.鏡面反射測(cè)定方法（相對(duì)鏡面反射測(cè)定）35實(shí)

2、習(xí) 7.鏡面反射測(cè)定4. 固體樣品的其他測(cè)定（附錄）4-1.色彩測(cè)定 394-2. 膜厚測(cè)定40. v.1. 固體樣品的測(cè)定主要用于溶液樣品測(cè)定的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，在測(cè)定固體樣品時(shí)，有若干必須使用的以及應(yīng)注意的事項(xiàng)。本講義對(duì)于各種測(cè)定方法說(shuō)明了必須使用的和在測(cè)定上的注意事項(xiàng)。1-1. 測(cè)定方法種類固體樣品測(cè)定分為測(cè)定樣品透過(guò)光的透射測(cè)定和測(cè)定樣品反射光的反射測(cè)定。并且，透射測(cè)定、反射測(cè)定還各自可分為若干種類的測(cè)定。使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行的固體樣品測(cè)定的方法可列舉如下：直線透射測(cè)定全光線透射測(cè)定散射透射測(cè)定透射測(cè)定反射測(cè)定不含鏡面反射的相對(duì)散射反射測(cè)定含鏡面反射的相對(duì)散射反射測(cè)定鏡面反射（

3、正反射）測(cè)定絕對(duì)鏡面反射測(cè)定相對(duì)鏡面反射測(cè)定圖1-1 固體樣品測(cè)定方法的分類以下各章詳細(xì)說(shuō)明以上列舉的各測(cè)定方法。2. 固體樣品的透射測(cè)定2-1. 透射測(cè)定的種類所謂透射測(cè)定是測(cè)定照射到樣品后透過(guò)樣品的光的方法。透射光的種類如下入射光散射透射光樣品直線透射光全光線透射光圖2-1 透射光的種類分為測(cè)定透過(guò)樣品的直線前進(jìn)光的直線透射測(cè)定、測(cè)定透過(guò)樣品的全部光的全光線透射測(cè)定、測(cè)定透過(guò)樣品的散射光的散射透射測(cè)定。實(shí)際裝置可全部進(jìn)行以下3種測(cè)定。1. 直線透射測(cè)定2. 全光線透射測(cè)定3. 散射透射測(cè)定本章說(shuō)明各種透射測(cè)定和實(shí)際樣品的測(cè)定以及測(cè)定上的注意事項(xiàng)。2-2. 直線透射測(cè)定測(cè)定樣品透射光中的直線

4、傳播透射光的方法。樣品入射光直線透射光圖2-2-1直線透射光一般用于3mm以下的薄透明薄膜的測(cè)定等。用于測(cè)定的中有薄膜架。直線透射測(cè)定時(shí)的注意事項(xiàng)A. 不透明的樣品不透明樣品（白濁樣品）時(shí)，在樣品上光發(fā)生散射，成為散射透射光，有不能到達(dá)檢測(cè)器的光。為此，顯示的透射率相當(dāng)?shù)?。并且，根?jù)分光光度計(jì)的機(jī)型，樣品設(shè)置位置到檢測(cè)器的距離不同，因此，即使測(cè)定同一樣品，各裝置也有時(shí)得到不同的測(cè)定結(jié)果。為此，難以進(jìn)行不透明樣品的直線透射測(cè)定。B. 樣品的厚度樣品較厚時(shí)（3mm以上），由于空氣和樣品的折射率不同，與基線校正時(shí)相比，檢測(cè)器上的聚光焦點(diǎn)位置發(fā)生變化，因此，不能得到正確的透射率。對(duì)于這樣的厚樣品，請(qǐng)使

5、用積分球或端窗式光電倍增管進(jìn)行全光線透射測(cè)定。受光面從受光面溢出的光出光樣品基線校正時(shí)樣品測(cè)定時(shí)圖2-2-2測(cè)定厚樣品、透鏡時(shí)的光束變化C. 透鏡測(cè)定透鏡時(shí)與厚樣品一樣，與基線校正時(shí)相比，檢測(cè)器上的聚光焦點(diǎn)位置發(fā)生變化，因此，不能得到正確的透射率。此時(shí)，也請(qǐng)使用積分球或端窗式檢測(cè)器進(jìn)行全光線透射測(cè)定。D. 偏振光光是在行進(jìn)方向和垂直面內(nèi)振動(dòng)的電磁波。像太陽(yáng)光那樣的在面內(nèi)各向同性地振動(dòng)的光，稱為非偏振光（自然光）。偏向某一方向的光，稱為偏振光。(a)非偏振光（自然光）(b)偏振光圖2-2-3 非偏振光和偏振光測(cè)定樣品具有偏振光特性時(shí)（偏振光薄膜等），基本上應(yīng)使用偏光元件進(jìn)行測(cè)定。幾乎所有的在分光

6、部使用光柵的紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)裝置，偏振光比根據(jù)波長(zhǎng)而改變。E.干渉條紋樣品較薄時(shí)（數(shù)十以下）或樣品有薄膜鍍層時(shí)，在數(shù)據(jù)上可見(jiàn)到干渉條紋。干渉條紋本身難以消除，有時(shí)可通過(guò)擴(kuò)大狹縫寬減小干渉條紋的上下振幅。圖2-2-4 干渉條紋例（食品保鮮膜）實(shí)習(xí) 1.直線透射測(cè)定使用薄膜架，進(jìn)行直線透射光譜測(cè)定。取下標(biāo)準(zhǔn)樣品室的池架，設(shè)置薄膜架。（設(shè)置時(shí)，將薄膜架底座的橢圓形開(kāi)孔置于內(nèi)側(cè)。）設(shè)定UVProbe的測(cè)定方法。打開(kāi)裝置參數(shù)菜單，將測(cè)光值種類(M)設(shè)為透射率，將狹縫寬(S)在只含可見(jiàn)紫外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為2.0、含近紅外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為5.0。檢測(cè)器單元(D)在SolidSpec-3700、UV-360

7、0時(shí)設(shè)為直接受光。UV-2450/2550時(shí)沒(méi)有檢測(cè)器單元(D)的設(shè)定。圖2-2-5測(cè)定參數(shù)在空置的狀態(tài)下（也稱Air）進(jìn)行基線校正。設(shè)置樣品，進(jìn)行樣品測(cè)定。用于透明色薄膜等的透射率確認(rèn)測(cè)定。也可通過(guò)透射率接近100%來(lái)確認(rèn)兩面有防反射鍍層（AntiReflection/AR鍍層）的樣品無(wú)反射。參比側(cè)樣品測(cè)測(cè)定樣品參比側(cè)樣品側(cè)基線校正時(shí)樣品測(cè)定時(shí)圖2-2-6 直線透射測(cè)定 樣品設(shè)置位置2-3. 全光線透射測(cè)定測(cè)定透過(guò)樣品的全部透射光（包括直線透射光和散射透射光）的方法。入射光散射透射光樣品直線透射光全光線透射光圖2-3-1全光線透射光一般用于測(cè)定不透明的樣品（白濁類樣品）。測(cè)定透明樣品時(shí)，沒(méi)有

8、散射透射光，因此，可得到與直線透射測(cè)定相同的數(shù)據(jù)。測(cè)定用中有積分球。為此，也稱為積分球透射法。另外，也有時(shí)使用端對(duì)準(zhǔn)形光電倍增管（代表例有MPS-2450）進(jìn)行測(cè)定。全光線透射測(cè)定時(shí)的注意事項(xiàng)A. 透明樣品即使無(wú)散射透射光的樣品也可以使用積分球。但是，在測(cè)定厚度十分薄的樣品時(shí)，直線透射測(cè)定的數(shù)據(jù)噪聲小，這是因?yàn)闄z測(cè)器只能捕捉到部分入射積分球內(nèi)的光。B. 積分球種類有若干種帶積分球的。首先是積分球的大小不同。一般常用60mm的積分球，也有150mm的積分球。另外是樣品設(shè)置場(chǎng)所的尺寸不同。積分球不能設(shè)置太大的測(cè)定樣品，但多用途大型樣品室可設(shè)置較大樣品。有開(kāi)口部（孔）數(shù)不同的透射測(cè)定用積分球。此透射

9、型積分球適于諸如透鏡等在基線校正時(shí)和樣品測(cè)定時(shí)聚光焦點(diǎn)位置變化大的樣品。此透射型積分球不能進(jìn)行散射透射測(cè)定（2-4章）、不含鏡面反射的漫反射測(cè)定（3-2章）。參比光標(biāo)準(zhǔn)白板無(wú)開(kāi)口部測(cè)定光圖2-3-2透射型積分球的形狀C. 全光線透射率的比較散射透射光多的樣品時(shí)，使用以同一個(gè)積分球測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行全光線透射率比較。使用不同的積分球時(shí)，有時(shí)不能比較數(shù)據(jù)。這是因?yàn)樵诨€校正時(shí)(Air)和樣品測(cè)定時(shí)光最先照射到的位置不同。入射積分球內(nèi)的光在基線校正時(shí)首先照射到標(biāo)準(zhǔn)白板，但在樣品測(cè)定時(shí)照射到積分球的整個(gè)內(nèi)面。由此造成數(shù)據(jù)差。實(shí)習(xí) 2.全光線透射測(cè)定使用積分球進(jìn)行全光線透射光譜測(cè)定。在標(biāo)準(zhǔn)樣品室內(nèi)設(shè)置積分球

10、。有的裝置（如SolidSpec-3700）本身帶有積分球。設(shè)定UVProbe的測(cè)定方法。打開(kāi)裝置參數(shù)菜單，將測(cè)光值種類(M)設(shè)為透射率，將狹縫寬(S)在只含可見(jiàn)紫外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為5.08.0，在含近紅外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為(20)(32)。將檢測(cè)器單元(D)在SolidSpec-3700時(shí)設(shè)為積分球，UV-3600時(shí)設(shè)為外部。UV-2450/2550沒(méi)有檢測(cè)器單元(D)的設(shè)定。圖2-3-4測(cè)定參數(shù)將標(biāo)準(zhǔn)白板設(shè)置在規(guī)定位置上。并將積分球用薄膜架設(shè)置在規(guī)定位置上，在空置的狀態(tài)（Air）下，進(jìn)行基線校正。在薄膜架設(shè)置樣品后，進(jìn)行樣品測(cè)定。用于確認(rèn)不透明薄膜的透射率等的測(cè)定。也可用于確認(rèn)遮光薄膜、防紫

11、外線薄膜等的性能。參比光標(biāo)準(zhǔn)白板標(biāo)準(zhǔn)白板測(cè)定光測(cè)定樣品參比光標(biāo)準(zhǔn)白板標(biāo)準(zhǔn)白板測(cè)定光基線校正時(shí)樣品測(cè)定時(shí)圖2-3-5 全透射測(cè)定 樣品設(shè)置位置2-4. 散射透射測(cè)定所謂散射透射測(cè)定是指測(cè)定樣品透射光中除直線透射光以外的散射透射光的方法。入射光散射透射光樣品直線透射光圖2-4-1散射透射光測(cè)定時(shí)，不使直線透射光進(jìn)入檢測(cè)器內(nèi)。測(cè)定用中有積分球。但使用方法與全光線透射測(cè)定時(shí)稍微不同。用于確認(rèn)固體樣品的散射等。也可用于濁度測(cè)定等。散射透射測(cè)定時(shí)的注意事項(xiàng)A. 與全光線透射光、直線透射光的關(guān)系從全光線透射光中除去這個(gè)散射透射光后的光，理論上是直線透射光，但問(wèn)題是到幾度范圍以內(nèi)的光可看作是直線透射光呢（直線

12、透射光也具有一定的擴(kuò)散）.B. 濁度測(cè)定在JIS規(guī)定中有關(guān)濁度的測(cè)定，不僅規(guī)定了積分球的開(kāi)口率，還詳細(xì)規(guī)定了光束大小、開(kāi)口尺寸等。為符合JIS規(guī)定的要求，需要使用專用。C. 積分球的開(kāi)口率開(kāi)口率是指積分球內(nèi)面積與測(cè)定光、檢測(cè)器等的光出入口（開(kāi)口部）面積總和的比率(開(kāi)口率=全部窗面積/球內(nèi)表面積)。開(kāi)口率越小積分球效果越大（接近理想的積分球），但另一方面，到達(dá)檢測(cè)器的光量減少，所以，噪聲増加。為減小開(kāi)口率，積分球直徑加大。ISR-3100光量多，能夠進(jìn)低噪音測(cè)定ISR-3100開(kāi)口率為13% LISR-3100開(kāi)口率為2%LISR-3100 光束的大小是 ISR-3100 的二倍，(不確定，光束

13、是550nm處看到的光斑的大小，理論上是應(yīng)該是一樣的)主要用于測(cè)定有花紋兒的面料等測(cè)定領(lǐng)域的平均反射率。另外，測(cè)定擴(kuò)散性高的樣品的透過(guò)率，使用 LISR-3100 能夠 取得很好的數(shù)據(jù)。圖2-4-2積分球開(kāi)口部（ ）實(shí)習(xí) 3.散射透射測(cè)定使用積分球進(jìn)行散射透射光譜測(cè)定。在標(biāo)準(zhǔn)樣品室內(nèi)設(shè)置積分球。有的裝置（如SolidSpec-3700）本身帶有積分球。設(shè)定UVProbe的測(cè)定方法。打開(kāi)裝置參數(shù)菜單，將測(cè)光值種類(M)設(shè)為透射率，將狹縫寬(S)在只含可見(jiàn)紫外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為5.08.0，在含近紅外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為(20)(32)。將檢測(cè)器單元(D)在SolidSpec-3700時(shí)設(shè)為積分球，UV

14、-3600時(shí)設(shè)為外部。UV-2450/2550沒(méi)有檢測(cè)器單元(D)的設(shè)定。圖2-4-3測(cè)定參數(shù)將標(biāo)準(zhǔn)白板設(shè)置在規(guī)定的位置上。在空置的狀態(tài)（Air）下進(jìn)行基線校正。設(shè)置樣品。并且取下隔著積分球位于對(duì)角側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)白板。這樣，直線透射光射出到積分球外側(cè)，積分球只捕捉散射透射光。進(jìn)行樣品測(cè)定。用于測(cè)定不透明薄膜的散射性能等。標(biāo)準(zhǔn)白板參比光測(cè)定光測(cè)定樣品參比光標(biāo)準(zhǔn)白板標(biāo)準(zhǔn)白板測(cè)定光基線校正時(shí)樣品測(cè)定時(shí)圖2-4-3散射透射測(cè)定 樣品設(shè)置位置3. 固體樣品的反射測(cè)定3-1.反射測(cè)定的種類所謂反射測(cè)定是測(cè)定光入射樣品后的反射光的方法。反射光分類如下入射光漫反射光鏡面反射光（正反射光）圖3-1-1反射光的種類反射

15、測(cè)定分為兩種測(cè)定方法，測(cè)定相對(duì)于基準(zhǔn)樣品的相對(duì)反射率（將反射基準(zhǔn)作為100%的反射率）的相對(duì)反射測(cè)定和測(cè)定直接絕對(duì)反射率的絕對(duì)反射測(cè)定。并且，反射測(cè)定分為漫反射測(cè)定和鏡面反射測(cè)定。樣品為紙、塑料等時(shí)，反射光向各方向散射，將漫反射光引入檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)定就是漫反射測(cè)定。樣品為玻璃、金屬時(shí)，反射光幾乎是正反射光（鏡面反射光），將此鏡面反射光引入檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)定就是鏡面反射測(cè)定。將上述測(cè)定組合，反射測(cè)定有2（相對(duì)測(cè)定和絕對(duì)測(cè)定）×2（漫反射和鏡面反射）共4種測(cè)定方法。但絕對(duì)漫反射測(cè)定是在論文等中介紹的測(cè)定方法，沒(méi)有市售裝置。實(shí)際的測(cè)定裝置有：1. 絕對(duì)鏡面反射測(cè)定（簡(jiǎn)稱絕對(duì)反射測(cè)定）2. 相對(duì)鏡

16、面反射測(cè)定（簡(jiǎn)稱鏡面反射測(cè)定）3. 相對(duì)漫反射測(cè)定（簡(jiǎn)稱漫反射測(cè)定）3種測(cè)定。并且，在漫反射測(cè)定中，包括含鏡面反射的測(cè)定和不含鏡面反射的測(cè)定。在相對(duì)反射測(cè)定中，反射基準(zhǔn)的反射率不一定始終一致（基準(zhǔn)不同、或隨時(shí)間變化等），因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)比較時(shí)要加以注意。本章說(shuō)明各種反射測(cè)定和實(shí)際樣品測(cè)定以及測(cè)定注意事項(xiàng)。相對(duì)反射和絕對(duì)反射相對(duì)反射測(cè)定是指以某種物質(zhì)作為基準(zhǔn)進(jìn)行的測(cè)定。測(cè)定樣品的反射率是將反射基準(zhǔn)的反射率作為100%時(shí)的反射率。因此，即使是同一樣品，如果改變反射基準(zhǔn)，那么反射率也發(fā)生變化。“相對(duì)反射”的名稱也由此而來(lái)。反射基準(zhǔn)根據(jù)測(cè)定方法，一般采用鍍鋁反射鏡、硫酸鋇等，并不確定。在相對(duì)反射中，即

17、使是同一樣品，使用反射裝置測(cè)定的值和使用反射裝置測(cè)定的值不一定相同。這是因?yàn)楦餮b置使用的反射基準(zhǔn)不同。絕對(duì)反射是指測(cè)定樣品絕對(duì)反射率的反射測(cè)定。換一種表述方法， 將100%完全反射光的理想反射物質(zhì)（現(xiàn)實(shí)中不存在）作為基準(zhǔn)時(shí)的反射率成為絕對(duì)反射率。如果使用絕對(duì)反射，則恰似使用上述理想的反射基準(zhǔn)，可以測(cè)定樣品的反射率。絕對(duì)反射時(shí)，如果是同一個(gè)樣品，則使用反射裝置測(cè)定的反射率和使用反射裝置測(cè)定的反射率在理論上是相同的反射率。3-2. 不含鏡面反射的漫反射測(cè)定所謂不含鏡面反射的漫反射測(cè)定是測(cè)定以與入射光角度不同的角度反射的漫反射光的方法，使用反射基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。入射光漫反射光鏡面反射光（正反射光）圖3-

18、2-1不含鏡面反射的漫反射光測(cè)定使用積分球。反射基準(zhǔn)使用硫酸鋇等。在從樣品反射的光中，鏡面反射光從開(kāi)口部出到積分球外，不被檢測(cè)。用于測(cè)定紙等表面粗糙的樣品或進(jìn)行色彩測(cè)定。不含鏡面反射的漫反射測(cè)定的注意事項(xiàng)A. 反射基準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)白板）不含鏡面反射的漫反射測(cè)定基準(zhǔn)根據(jù)JIS規(guī)格等規(guī)定，使用硫酸鋇、氧化鎂、氧化鋁。另外，有時(shí)使用上述基準(zhǔn)以外的氟樹(shù)脂材料。不使用鏡面反射鏡。在近紅外區(qū)域硫酸鋇有水分吸收，因此測(cè)定樣品的水分少時(shí)，水的吸收通常顯示為倒峰。B. 庫(kù)貝勒卡-蒙克變換（粉末樣品）漫反射測(cè)定可測(cè)定粉末樣品。此時(shí)，可將測(cè)定值變換為與透射測(cè)定時(shí)的吸光度相同的與濃度成正比的值。此變換稱為庫(kù)貝勒卡-蒙克變換

19、。但是，數(shù)據(jù)受粉末粒徑、粉末密度的影響，因此有時(shí)難以用于實(shí)際的定量測(cè)定。C. 反射鏡等的測(cè)定像反射鏡、玻璃這樣的樣品，幾乎沒(méi)有漫反射光，因此在漫反射測(cè)定時(shí)，得到幾乎為0%的反射率。反射鏡這種以鏡面反射光為主的樣品適合使用其他測(cè)定方法。D. 反射率的校正因?yàn)槭褂梅瓷浠鶞?zhǔn)，所以只能得到相對(duì)值（將反射基準(zhǔn)作為100%時(shí)的反射率）。但是，如果反射基準(zhǔn)的反射率為已知，則能夠通過(guò)數(shù)據(jù)演算進(jìn)行校正。硫酸鋇、氟樹(shù)脂時(shí)，可通過(guò)使用帶有反射率值的反射基準(zhǔn)進(jìn)行校正。帶有反射率值的標(biāo)準(zhǔn)白板的代表例如下所示。硫酸鋇制標(biāo)準(zhǔn)（括弧內(nèi)為波長(zhǎng)范圍）MERCK公司制硫酸鋇粉末試劑（320800nm）咨詢：試劑銷售代理店陶瓷制標(biāo)準(zhǔn)

20、財(cái)團(tuán)法人日本色彩研究所制標(biāo)準(zhǔn)白板（380780nm）咨詢：財(cái)團(tuán)法人 日本色彩研究所 TEL048-794-3831(Web).jcri.jp/氟樹(shù)脂制標(biāo)準(zhǔn)LabSphare公司制Spectralon反射標(biāo)準(zhǔn)99%（2502500nm）咨詢：株式會(huì)社 系統(tǒng)工程技術(shù)（）TEL.03-3946-4993(Web).systems-eng.co.jp/實(shí)習(xí) 4.不含鏡面反射的漫反射測(cè)定使用積分球，進(jìn)行不含鏡面反射的漫反射光譜測(cè)定。使用150積分球時(shí)，使用方法不同。A. 使用積分球（ISR-3100/ISR-2200/ISR-240A）、多用途大型樣品室（MPC-3100/MPC-2200）時(shí)（入射角0

21、°（垂直入射）安裝積分球。設(shè)定UVProbe的測(cè)定方法。打開(kāi)裝置參數(shù)菜單，將測(cè)光值種類(M)設(shè)為反射率，將狹縫寬(S)在只含可見(jiàn)紫外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為5.08.0，在含近紅外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為(20)(32)。將檢測(cè)器單元(D)在SolidSpec-3700時(shí)設(shè)為積分球，UV-3600時(shí)設(shè)為外部。UV-2450/2550沒(méi)有檢測(cè)器單元(D)的設(shè)定。圖3-2-2測(cè)定參數(shù)將標(biāo)準(zhǔn)白板設(shè)置在規(guī)定的位置。進(jìn)行基線校正。取下位于標(biāo)志的對(duì)角處的標(biāo)準(zhǔn)白板，設(shè)置樣品。在此位置進(jìn)行測(cè)定，則入射光垂直入射，正反射光從積分球出射到外面。將測(cè)定面對(duì)著積分球側(cè)進(jìn)行樣品測(cè)定。適合測(cè)定紙等表面粗糙的樣品。也可用于色彩測(cè)

22、定。參比光標(biāo)準(zhǔn)白板測(cè)定樣品測(cè)定光標(biāo)準(zhǔn)白板參比光標(biāo)準(zhǔn)白板測(cè)定光基線校正時(shí)樣品測(cè)定時(shí)圖3-2-3不含鏡面反射的漫反射測(cè)定 樣品設(shè)置位置B. 使用150積分球（LISR-3100）時(shí)/只有UV-3600（入射角7°）安裝積分球。設(shè)定UVProbe的測(cè)定方法。打開(kāi)裝置參數(shù)菜單，將測(cè)光值種類(M)設(shè)為反射率，將狹縫寬(S)在只含可見(jiàn)紫外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為5.08.0，在含近紅外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為(20)(32)。將檢測(cè)器單元(D)設(shè)為外部。圖3-2-4測(cè)定參數(shù)將標(biāo)準(zhǔn)白板設(shè)置在規(guī)定的位置。在操作說(shuō)明書(shū)上記述為積分球開(kāi)口部處（來(lái)自測(cè)定樣品的正反射光照射到的地方）安裝光捕集器。這樣，正反射光被光捕集器捕

23、集，不能返回積分球內(nèi)。進(jìn)行基線校正。取下標(biāo)準(zhǔn)白板，設(shè)置樣品，使測(cè)定面對(duì)著積分球側(cè)，進(jìn)行樣品測(cè)定。測(cè)定光參比光光捕集器測(cè)定樣品標(biāo)準(zhǔn)白板圖3-2-5使用150mm積分球的不含鏡面反射的漫反射測(cè)定3-3. 含鏡面反射光的漫反射測(cè)定含鏡面反射的漫反射測(cè)定是測(cè)定全部樣品反射光的方法，使用反射基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。入射光漫反射光鏡面反射光（正反射光）圖3-3-1含鏡面反射光的漫反射光測(cè)定使用積分球。使從樣品的反射光相對(duì)于樣品稍有一點(diǎn)角度（10度以內(nèi)），將鏡面反射光捕集到積分球內(nèi)。反射基準(zhǔn)使用硫酸鋇等，但與不含鏡面反射光的漫反射測(cè)定不同的是有時(shí)反射基準(zhǔn)使用也鍍鋁反射鏡。在樣品反射光中鏡面反射成分多時(shí)，反射基準(zhǔn)使用鍍

24、鋁反射鏡較好。本方法是日射反射率測(cè)定等常采用的測(cè)定方法。含鏡面反射和漫反射的測(cè)定的注意事項(xiàng)A. 反射基準(zhǔn)與漫反射測(cè)定一樣，經(jīng)常使用硫酸鋇等作為反射基準(zhǔn)。但是，因?yàn)檫M(jìn)行含鏡面反射光的測(cè)定，所以也有時(shí)使用鍍鋁反射鏡。選擇與測(cè)定樣品性狀相似的反射基準(zhǔn)為好（鏡面反射光多的樣品選擇鍍鋁反射鏡，漫反射光多的樣品選擇硫酸鋇等）。B. 反射率的校正因?yàn)槭褂梅瓷浠鶞?zhǔn)，所以只能得到相對(duì)值（將反射基準(zhǔn)作為100%時(shí)的反射率）。但是，如果反射基準(zhǔn)的反射率為已知，則能夠通過(guò)數(shù)據(jù)演算進(jìn)行校正。反射基準(zhǔn)使用鍍鋁反射鏡時(shí)，可使用絕對(duì)反射測(cè)定方法測(cè)定反射率，通過(guò)數(shù)據(jù)演算進(jìn)行校正（反射鏡上有傷痕時(shí)不能得到正確的反射率，務(wù)請(qǐng)注意）

25、。硫酸鋇、氟樹(shù)脂時(shí)，可通過(guò)使用帶有反射率值的反射基準(zhǔn)進(jìn)行校正。帶有反射率值的標(biāo)準(zhǔn)白板的代表例如下所示。硫酸鋇制標(biāo)準(zhǔn)（括弧內(nèi)為波長(zhǎng)范圍）MERCK公司制硫酸鋇粉末試劑（320800nm）咨詢：試劑銷售代理店陶瓷制標(biāo)準(zhǔn)財(cái)團(tuán)法人日本色彩研究所制標(biāo)準(zhǔn)白板（380780nm）咨詢：財(cái)團(tuán)法人 日本色彩研究所 TEL048-794-3831(Web).jcri.jp/氟樹(shù)脂制標(biāo)準(zhǔn)LabSphare公司制Spectralon反射標(biāo)準(zhǔn)99%（2502500nm）咨詢：株式會(huì)社 系統(tǒng)工程技術(shù)（）TEL.03-3946-4993(Web).systems-eng.co.jp/C. 入射角在10度以下入射角設(shè)定為10

26、度以下。鏡面反射在入射角較小時(shí)幾乎不受偏振光的影響。并且，入射角在10度以下，垂直光入射時(shí)反射率幾乎不變。（參照3-4章 絕對(duì)反射測(cè)定圖3-4-5）實(shí)習(xí) 5.含鏡面反射的漫反射測(cè)定使用積分球進(jìn)行含鏡面反射的漫反射光譜測(cè)定。測(cè)定方法與不含鏡面反射的漫反射測(cè)定一樣，使用積分球，但使用方法有若干不同。另外，150積分球時(shí)，使用方法不同。A. 使用積分球（ISR-3100/ISR-2200/ISR-240A）、多用途大型樣品室（MPC-3100/MPC-2200）時(shí)（入射角8°）在裝置本體上安裝積分球。設(shè)定UVProbe的測(cè)定方法。打開(kāi)裝置參數(shù)菜單，將測(cè)光值種類(M)設(shè)為反射率，將狹縫寬(S

27、)在只含可見(jiàn)紫外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為5.08.0，在含近紅外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為(20)(32)。將檢測(cè)器單元(D)在SolidSpec-3700時(shí)設(shè)為積分球，UV-3600時(shí)設(shè)為外部。UV-2450/2550沒(méi)有檢測(cè)器單元(D)的設(shè)定。圖3-3-2測(cè)定參數(shù)將測(cè)定條件中的S/R反轉(zhuǎn)設(shè)定為反轉(zhuǎn)。S/R反轉(zhuǎn)在SolidSpec-3700/UV-3600的裝置參數(shù)菜單的詳細(xì)設(shè)定中、UV-2550/2450的裝置參數(shù)菜單中。Solidsepc-3700/UV-3600UV-2450/2550圖3-3-4 S/R反轉(zhuǎn)設(shè)定將標(biāo)準(zhǔn)白板設(shè)置在規(guī)定的位置。進(jìn)行基線校正。取下位于標(biāo)志的對(duì)角處的標(biāo)準(zhǔn)白板，設(shè)置樣品。適用于各

28、種固體樣品的測(cè)定。測(cè)定光測(cè)定樣品標(biāo)準(zhǔn)白板參比光測(cè)定光標(biāo)準(zhǔn)白板標(biāo)準(zhǔn)白板參比光基線校正時(shí)樣品測(cè)定時(shí)圖3-3-5含鏡面反射的漫反射測(cè)定 樣品設(shè)置位置B. 使用150積分球（LISR-3100）時(shí)/只有UV-3600（入射角7°）在裝置本體上安裝積分球。設(shè)定UVProbe的測(cè)定方法。打開(kāi)裝置參數(shù)菜單，將測(cè)光值種類(M)設(shè)為透射率，將狹縫寬(S)在只含可見(jiàn)紫外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為5.08.0，在含近紅外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為(20)(32)。將檢測(cè)器單元(D)設(shè)為外部。150mm積分球時(shí)不進(jìn)行S/R反轉(zhuǎn)。圖3-3-6測(cè)定參數(shù)將標(biāo)準(zhǔn)白板設(shè)置在規(guī)定的位置。在操作說(shuō)明書(shū)上記述為積分球開(kāi)口部處（來(lái)自測(cè)定樣品的鏡

29、面反射光照射到的地方）安裝積分球用蓋子。這樣，鏡面反射光返回積分球內(nèi)。進(jìn)行基線校正。取下標(biāo)準(zhǔn)白板，設(shè)置樣品，進(jìn)行樣品測(cè)定。測(cè)定光參比光積分球用蓋子測(cè)定樣品標(biāo)準(zhǔn)白板圖3-3-7使用150mm積分球的含鏡面反射的漫反射測(cè)定3-4. 絕對(duì)反射測(cè)定（絕對(duì)鏡面反射測(cè)定）絕對(duì)反射測(cè)定（絕對(duì)鏡面反射測(cè)定）是測(cè)定以與樣品入射光相同的角度反射的鏡面反射光（正反射光）的方法，不使用基準(zhǔn)測(cè)定絕對(duì)值。入射光鏡面反射光（正反射光）圖3-4-1鏡面反射光使用絕對(duì)反射測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)定。入射角一般固定為5°、12°、30°、45°等。也有入射角可變型的絕對(duì)反射測(cè)定裝置。角度變大，則在測(cè)

30、定時(shí)需要使用偏光元件。使用角度固定型絕對(duì)反射測(cè)定裝置的測(cè)定以如下方式進(jìn)行測(cè)定。樣品檢測(cè)器検出器M2M2M3M3M1100%設(shè)定時(shí)測(cè)定時(shí)入射光絕對(duì)反射測(cè)定裝置的構(gòu)造基線校正時(shí)按虛線光路進(jìn)行測(cè)定，樣品測(cè)定時(shí)，平行移動(dòng)M2反射鏡，旋轉(zhuǎn)M3反射鏡，按實(shí)線光路進(jìn)行測(cè)定。構(gòu)造設(shè)計(jì)成以M2-M2-樣品-M3(M3)構(gòu)成的四角形成為平行四辺形。這樣，各自光路的光程、去反射鏡的入射角、使用的反射鏡數(shù)都不變。絕對(duì)反射測(cè)定的注意事項(xiàng)A. 偏振光光是在行進(jìn)方向和垂直面內(nèi)振動(dòng)的電磁波。像太陽(yáng)光那樣在面內(nèi)做各向同性振動(dòng)的光稱為非偏振光（自然光）。振動(dòng)偏向某一方向的光叫做偏振光。(a)非偏振光（自然光）(b)偏振光圖3-4

31、-3 非偏振光和偏振光絕對(duì)反射測(cè)定時(shí)，一般分為P偏振光和S偏振光進(jìn)行討論。與入射面平行的成分稱為P偏振光（平行偏振光），與入射面垂直的成分稱為S偏振光（垂直偏振光）（所謂入射面是入射反射面的光的方向和反射面的法線所形成的面）。反射面S偏光入射面入射光反射光P偏光圖3-4-4 P偏振光和S偏振光入射角較小時(shí)，幾乎見(jiàn)不到由偏振光造成的反射率的差，但隨著入射角變大，偏振光的影響變大，需要使用偏光元件進(jìn)行測(cè)定。B. 入射角和偏光元件對(duì)于各種金屬以及光學(xué)玻璃BK-7的偏振光P成分、S偏振光成分的絕對(duì)反射率計(jì)算結(jié)果如下圖所示。圖3-4-5 各種金屬以及光學(xué)玻璃BK-7的鏡面反射率（上側(cè)Rs <S偏振

32、光時(shí)的反射率>、下側(cè)Rp <P偏振光時(shí)的反射率>）絕對(duì)反射測(cè)定裝置有入射角為5°、12°、30°、45°的四種裝置。從上圖可知，5°時(shí)幾乎不受偏振光的影響，角度變大則受到偏振光的影響。12°時(shí)，根據(jù)樣品種類，有的樣品受到偏振光的影響，30°、45°時(shí)肯定受到偏振光的影響。為此，在12°、30°、45°的絕對(duì)反射測(cè)定裝置中設(shè)有安裝偏光元件的場(chǎng)所。測(cè)定時(shí)請(qǐng)安裝偏光元件。C. 里面的處理防反射膜（AntiReflection/AR膜）等，有時(shí)只在薄膜的單面鍍膜。在測(cè)定這種樣

33、品時(shí)，如果不進(jìn)行里面處理的話，則透過(guò)表面的光在里面反射，發(fā)生與表面的反射光重合的現(xiàn)象。在進(jìn)行鍍層的反射率評(píng)價(jià)時(shí)，必須對(duì)里面進(jìn)行處理。介紹處理方法如下：將里面做成毛面（散射面）的方法。對(duì)里面進(jìn)行黒色處理，使其吸收光的方法。比較簡(jiǎn)便的方法是在里面貼上黒色膠帶，膠帶與里面之間不用進(jìn)入空氣，可很大程度地抑制里面的反射。D. 透鏡的測(cè)定使用絕對(duì)反射測(cè)定裝置難以測(cè)定透鏡。因?yàn)橥哥R的表面不是平面而是曲面。E. 測(cè)定面適合測(cè)定面光滑的平面樣品。有光散射的樣品時(shí)、測(cè)得的反射率低。F.積分球絕對(duì)反射測(cè)定裝置安裝在大型樣品室內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。這時(shí)使用的積分球是稱為透射型的積分球。在透射型積分球內(nèi)，測(cè)定光最先照射到的部分沒(méi)

34、有開(kāi)口部。為了不使基線校正時(shí)和樣品測(cè)定時(shí)的光束微妙的偏差對(duì)測(cè)定值造成影響而使用。這種類型的積分球不能進(jìn)行散射透射測(cè)定（2-4章）、不含鏡面反射的漫反射測(cè)定（3-2章）。參比光標(biāo)準(zhǔn)白板無(wú)開(kāi)口部測(cè)定光圖3-4-6透射型積分球的形狀實(shí)習(xí) 6.絕對(duì)反射測(cè)定使用絕對(duì)反射率測(cè)定裝置進(jìn)行絕對(duì)反射光譜測(cè)定。在大型樣品室內(nèi)安裝絕對(duì)反射測(cè)定裝置。不用忘記安裝光罩類。根據(jù)入射角度，將偏光元件安裝在規(guī)定的場(chǎng)所。設(shè)定UVProbe的測(cè)定方法。打開(kāi)裝置參數(shù)菜單，將測(cè)光值種類(M)設(shè)為反射率，將狹縫寬(S)在只含可見(jiàn)紫外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為5.08.0，在含近紅外區(qū)域的測(cè)定時(shí)設(shè)為(20)(32)。將檢測(cè)器單元(D) 在Soli

35、dSpec-3700時(shí)設(shè)為積分球，在UV-3600時(shí)設(shè)為外部。UV-2450/2550時(shí)無(wú)檢測(cè)器單元(D)的設(shè)定。圖3-4-7測(cè)定參數(shù)將2處絕對(duì)反射率測(cè)定裝置的反射鏡設(shè)為100%的位置。進(jìn)行基線校正。將2處絕對(duì)反射率測(cè)定裝置的反射鏡變更為Measure的位置。設(shè)置樣品，進(jìn)行測(cè)定。適合測(cè)定反射鏡、玻璃等表面光滑的平面樣品。100%MeasureMeasure積分球100%測(cè)定樣品試料基線校正時(shí)（100% ）樣品測(cè)定時(shí)（Measure ）圖3-4-8絕對(duì)反射測(cè)定裝置 樣品設(shè)置位置推薦在測(cè)定前使用標(biāo)準(zhǔn)配帶的BK7玻璃進(jìn)行絕對(duì)反射率的測(cè)定。請(qǐng)確認(rèn)出現(xiàn)的測(cè)定值接近絕對(duì)反射率測(cè)定裝置操作說(shuō)明書(shū)的維護(hù)7.2

36、 絕對(duì)反射率正確度的確認(rèn)中所示的值。3-5. 鏡面反射測(cè)定（相對(duì)鏡面反射測(cè)定）鏡面反射測(cè)定（相對(duì)鏡面反射測(cè)定）是測(cè)定以與樣品入射光相同的角度反射的鏡面反射光（正反射光）的方法，是使用基準(zhǔn)進(jìn)行樣品測(cè)定的方法。入射光鏡面反射光（正反射光）圖3-5-1鏡面反射光使用鏡面反射測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)定。入射角為5度。反射基準(zhǔn)常用鍍鋁反射鏡。測(cè)定按下圖形式進(jìn)行測(cè)定。入射光基準(zhǔn)反射鏡測(cè)定樣品檢測(cè)器圖3-5-2鏡面反射測(cè)定裝置的構(gòu)造在基線校正時(shí)設(shè)置基準(zhǔn)鍍鋁反射鏡，樣品測(cè)定時(shí)，設(shè)置樣品進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定面向下。鏡面反射測(cè)定的注意事項(xiàng)A. 基準(zhǔn)反射鏡標(biāo)準(zhǔn)配帶的基準(zhǔn)反射鏡是鍍鋁反射鏡。反射率高、比較穩(wěn)定。鍍銀反射鏡在使用初期反

37、射率高于鍍鋁反射鏡，但易氧化、不穩(wěn)定。鍍金反射鏡穩(wěn)定，但在短波長(zhǎng)側(cè)有吸收。鍍金反射鏡在近紅外區(qū)域反射率非常高，因此偶爾專門用于近紅外區(qū)域的測(cè)定。鍍鋁反射鏡有吸收，因此反射率不為100。在800nm附近有較大的吸收，因此，在數(shù)據(jù)上有時(shí)可見(jiàn)到倒峰。B. 標(biāo)準(zhǔn)配帶基準(zhǔn)反射鏡標(biāo)準(zhǔn)配帶的反射鏡是硬鍍層，不易被劃傷。此鍍層薄，雖然不大但在紫外區(qū)域短波長(zhǎng)側(cè)有吸收。C. 基準(zhǔn)反射鏡的使用與在家庭中使用的鏡子不同，是在玻璃基板上蒸鍍鋁的表面鏡。易被劃傷，使用時(shí)要注意。有傷痕時(shí)，反射率發(fā)生變化，則無(wú)法進(jìn)行測(cè)定數(shù)據(jù)的比較。家庭使用的鏡子是在玻璃里側(cè)蒸鍍鋁的里面鏡。不易被劃傷，但在玻璃表面和鋁蒸鍍面共2面上發(fā)生反射，因此，不能作為基準(zhǔn)使用。D. 反射率的校正鏡面反射測(cè)定使用反射基準(zhǔn)，只能獲得相對(duì)值（將反射基準(zhǔn)作為100%時(shí)的反射率）。但是，如果反射基準(zhǔn)的絕對(duì)反射率是已知的話，則可通過(guò)數(shù)據(jù)演算進(jìn)行校正。通過(guò)使用絕對(duì)反射測(cè)定方法測(cè)定基準(zhǔn)反射鏡的反射率，則可通過(guò)數(shù)據(jù)演算進(jìn)行校正。E. 5mm和15mm的樣品臺(tái)有孔徑5mm和15mm的兩種樣品臺(tái)。請(qǐng)根據(jù)測(cè)定樣品的大小區(qū)分使用。5mm時(shí)，一部分的光被遮擋，因此噪聲稍稍增加，0%線上升。F.干渉條紋與直線透射測(cè)定