紫外及可見吸收光譜法

關(guān)于紫外及可見吸收光譜法1第1頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三2方法特點用于無機物和有機物的定量分析，也可以進行有機物的定性及結(jié)構(gòu)分析較高的靈敏度（10-4～10-7g·mL-1）和較高準確度儀器操作簡單快速第2頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三3本章討論內(nèi)容

討論光的吸收定律，主要介紹紫外及可見吸收法的應(yīng)用，扼要介紹紫外及可見分光光度計和實驗技術(shù)．

第3頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三43-1電磁輻射的選擇吸收一物質(zhì)的顏色可見光：400~750nm溶液的顏色由透射光波長決定物質(zhì)呈現(xiàn)的顏色是物質(zhì)對不同波長的光選擇必性吸收的結(jié)果．第4頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三5單色光、復合光、光的互補單色光復合光光的互補單一波長的光由不同波長的光組合而成的光若兩種不同顏色的單色光按一定的強度比例混合得到白光，那么就稱這兩種單色光為互補色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補。藍黃紫紅綠紫黃綠綠藍橙紅藍綠第5頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三6物質(zhì)顏色與吸收光顏色的互補關(guān)系

吸收光物質(zhì)顏色顏色波長/nm

黃綠紫400~450

黃藍450~480橙綠藍480~490紅藍綠490~500紫紅綠500~560紫黃綠560~580藍黃580~600綠藍橙600~650藍綠紅650~780第6頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三77.1.2物質(zhì)對光的吸收物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系完全吸收完全透過吸收黃色光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復合光第7頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三8分子吸收光譜的產(chǎn)生在分子中，除了電子相對于原子核的運動外，還有核間相對位移引起的振動和轉(zhuǎn)動。這三種運動能量都是量子化的，并對應(yīng)有一定能級。電子能級振動能級轉(zhuǎn)動能級BA分子中電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級示意圖第8頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三9

△

E電子△

E振動△

E轉(zhuǎn)動分子的總能量可以認為是這三種能量的總和：

E分子=E電子+E振動+E轉(zhuǎn)動第9頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三10二吸收的本質(zhì)－－選擇性當入射光子的能量等于吸光物質(zhì)的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能量之差時才會被吸收．由于物質(zhì)的分子（或離子）只有有限數(shù)目的量子化能級，物質(zhì)對輻射的吸收是有選擇性的．被激發(fā)的粒子在10–8s后又回到基態(tài)，并以熱的形式或熒光等形式釋放能量．第10頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三11與光子碰撞發(fā)生能量轉(zhuǎn)移

M+hvM*

基態(tài)激發(fā)態(tài)

第11頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三12

光作用于物質(zhì)時，物質(zhì)吸收了可見光，而顯示出特征的顏色，這一過程與物質(zhì)的性質(zhì)及光的性質(zhì)有關(guān)。物質(zhì)對光的吸收物質(zhì)對光的吸收滿足Plank條件hS2S1S0S3E2E0E1E3hhh第12頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三13電子的多重態(tài)h+單重態(tài)（自旋配對）電子躍遷激發(fā)單重態(tài)（自旋配對）電子躍遷和自旋翻轉(zhuǎn)h+單重態(tài)（自旋配對）三重態(tài)（自旋平行）第13頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三14吸收光譜AbsorptionSpectrum純電子能態(tài)間躍遷S2S1S0S3hE2E0E1E3S2S1S0hAhhh分子內(nèi)電子躍遷帶狀光譜銳線光譜A第14頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三15

物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)不同，所能吸收光的波長也不同，構(gòu)成了物質(zhì)對光的選擇吸收基礎(chǔ)。例：A物質(zhì)B物質(zhì)同理，得：1ev=1.610-19J.第15頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三16三吸收曲線１定義：將不同波長的光透過某一固定濃度和厚度的有色溶液，測量每一波長下對光吸收程度，以波長為橫坐標，吸光度為縱坐標作圖，這種圖譜稱為該物質(zhì)的吸收曲線．描述了物質(zhì)對不同波長光的吸收能力．第16頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三17２特征不同濃度的同一物質(zhì)，在吸收峰附近，吸光度隨濃度增加而增大，但最大吸收波長不變．在最大吸收波長處測定，靈敏度最高．吸收曲線是光度法中選擇測定波長的重要依據(jù)．

KMnO4溶液的最大吸收波長為525nm,吸收黃綠色的光，呈現(xiàn)紫紅色．第17頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三18定性分析與定量分析的基礎(chǔ)定性分析基礎(chǔ)定量分析基礎(chǔ)ABA在一定的實驗條件下，物質(zhì)對光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比。AC增大物質(zhì)對光的選擇吸收第18頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三193-2光的吸收定律一、朗伯-比爾定律１朗伯定律

–dI/I=K’db第19頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三20２比爾定律光的吸收與溶液中吸光物質(zhì)的濃度有關(guān)．朗伯定律中的比例常數(shù)與吸光物質(zhì)的濃度成正比．第20頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三21３朗伯－比爾定律

lgI0/I=kbc

A=kbc

k與物質(zhì)的性質(zhì)、入射光的波長及溫度等因素有關(guān)．第21頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三22

朗伯定律的描述：當一束單色光垂直照射到任一均勻非散射的含有吸光物質(zhì)的介質(zhì)時，吸光度與該吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比．

注意：平行單色光均相介質(zhì)無發(fā)射、散射或光化學反應(yīng)第22頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三23T：透光率A：吸光度1.00.50ACA100500T%TT=0.0%A=∞T=100.0%A=0.0A=0.434T=36.8%4吸光度與透光度的關(guān)系第23頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三24吸收定律與吸收光譜的關(guān)系A(chǔ)C吸光定律A或吸收光譜AC

max三維譜圖第24頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三25摩爾吸光系數(shù)e靈敏度表示方法A=e

bcA=Kbcc:mol/Le

表示物質(zhì)的濃度為1mol/L,液層厚度為1cm時溶液的吸光度。單位：

(L?mol-1?cm-1)c:g/LA=abca:吸光系數(shù)第25頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三26桑德爾(Sandell)靈敏度：S

當儀器檢測吸光度為0.001時，單位截面積光程內(nèi)所能檢測到的吸光物質(zhì)的最低含量。單位：mg/cm2

S=M/e

第26頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三27吸光度的加和性A1=e1bc1A2=e2bc2A=e1bc1+e2bc2

在某一波長，溶液中含有對該波長的光產(chǎn)生吸收的多種物質(zhì)，那么溶液的總吸光度等于溶液中各個吸光物質(zhì)的吸光度之和第27頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三28[例]用1,10-鄰二氮菲比色測定鐵，已知含F(xiàn)e2+濃度為500μg·L-1，吸收池厚度為2cm，在波長508nm處測得吸光度A為0.19，假設(shè)顯色反應(yīng)進行完全，計算摩爾吸光系數(shù)．第28頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三29解：Fe原子量為55.85[Fe2+]=500×10–6/55.85=8.9×10–6(mol·L–1)

ε=A/bc=1.1×104（L·mol–1·cm–1）

一定要注意單位第29頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三303-3吸收的測量

待測溶液必須裝在吸收池內(nèi)，輻射和器壁將相互作用，從而會因反射或吸收在每個界面上造成輻射強度的損失，在實際測定工作中，取另一個完全相同的吸收池，裝溶劑作參比進行測定I0和I．

第30頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三31第31頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三323-4應(yīng)用比爾定律的局限性

標準曲線應(yīng)當成直線，但是當濃度大時，標準曲線不成直線的情形，特別是明顯地看到標準曲線向濃度軸彎曲，個別情形也有向吸光度軸彎曲者．原因：定律本身的基本限制，測定吸收的方法有關(guān)，濃度改變時伴隨著化學變化．

第32頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三333-4應(yīng)用比爾定律的局限性第33頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三34一、比爾定律的基本限制１朗伯定律總是適用的．吸光度與液層厚度成正比．２比爾定律的條件比爾定律只有在描述稀溶液的吸收時才是正確．吸光物質(zhì)的高濃度（負偏離）電解質(zhì)的高濃度（負偏離）第34頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三35正偏離

當試樣為膠體、乳狀液或有懸浮物質(zhì)存在時，入射光通過溶液后，有一部分光會因散射而損失，使吸光度增大，對Beer定律產(chǎn)生正偏差．

質(zhì)點的散射強度是與入射光波長的四次方成反比的，所以散射對紫外區(qū)的測定影響更大．第35頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三36二、非單色光引起的偏離

比爾定律只適用于單色光實際中入射光用的是復合光舉例：以兩種波長的復合光作為入射光第36頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三37對λ1A1=ε1bc(1)對λ2

A2=ε2bc(2)

I0=I01+I02=f1I0+f2I0(3)

第37頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三38復合光通過溶液后

(4)第38頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三39標準曲線是吸光度A與濃度c的關(guān)系曲線，其斜率可通過式(4)對c微分求得

(5)

當ε1=ε2=ε時，即當入射光為單色光時，式（5）變?yōu)?/p>

dA/dc=εb(6)標準曲線的斜率為一定值，即符合比爾定律．第39頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三40當入射光為復合光時（ε1ε2），標準曲線不再是直線關(guān)系，將式（5）對c微分，則

(7)(7)式右邊恒為負值，說明用復合光作入射光時，標準曲線向濃度軸彎曲，使發(fā)生對于比爾定律的偏離．

ε1與ε2相差愈大，吸收池愈厚，偏離比爾定律愈嚴重．第40頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三41第41頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三42吸光質(zhì)點間相互作用引起的對吸光定律的偏離質(zhì)點間的靜電作用質(zhì)點間的締合作用質(zhì)點間的化學反應(yīng)第42頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三43２顯色體系有色絡(luò)合物在溶液中有一定程度的離解，其濃度不等于金屬離子的總濃度．

如生成有色絡(luò)合物的顯色反應(yīng)用下式表示M+nL＝MLn選擇MLn有強烈吸收而M和L都沒吸收的波長進行測定，絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)為第43頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三44以條件穩(wěn)定常數(shù)表示，則第44頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三45

金屬離子生成絡(luò)合物MLn的分數(shù)為第45頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三46對于穩(wěn)定性較高的配合物，只要加入超過化學計量的少量試劑，反應(yīng)可完全進行．溶劑對吸收光譜的影響也很重要，會對生色團的吸收峰高度、波長位置產(chǎn)生影響，從而對比爾定律產(chǎn)生一定的偏離．

第46頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三473-5紫外及可見吸收測量用儀器

紫外-可見分光光度計的基本結(jié)構(gòu)是由五個部分組成：即光源、單色器、吸收池、檢測器和信號指示系統(tǒng)。第47頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三48一、儀器部件第48頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三491．輻射源對光源的基本要求是應(yīng)在儀器操作所需的光譜區(qū)域內(nèi)能夠發(fā)射連續(xù)輻射，有足夠的輻射強度和良好的穩(wěn)定性，而且輻射能量隨波長的變化應(yīng)盡可能小。分光光度計中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。第49頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三50常用光源光源波長范圍(nm)適用于氫燈185~375紫外氘燈185~400紫外鎢燈320~2500可見，近紅外鹵鎢燈250~2000紫外，可見，近紅外氙燈180~1000紫外、可見（熒光）能斯特燈1000~3500紅外空心陰極燈特有原子光譜激光光源特有各種譜學手段第50頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三51

2．濾光器及單色器

在比色計中，一般用濾光器來獲得一定波長的光輻射，在分光光度計中，則采用棱鏡或光柵構(gòu)成的單色器來獲得純度較高的單色光。選擇波長可使吸光度符合比爾定律，同時可提高測定的靈敏度、選擇性．第51頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三52濾光器作用

吸收濾光器是通過吸收光譜的某些部分濾去不需要的波長以獲得一定波長范圍的輻射。在比色計中應(yīng)用。有色玻璃、濾光片

第52頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三53濾光片的透光曲線和半寬度圖示為藍色濾光片，最大透過光的波長為470nm，半寬度為60nm.

光譜半寬度愈小，透過的單色光就愈純。

第53頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三54測定時，濾光片透光率最大的光，應(yīng)是待測有色溶液吸收最大的光。濾光片的顏色應(yīng)與待測試液的顏色互為補色。第54頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三55單色器

定義一種能將輻射分解成它的各成分波長，并能從中分出任一所需部分的儀器部件。單色器都含有狹縫和透鏡系統(tǒng)，并有一個棱鏡或光柵色散元件。第55頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三56

單色器主要功能：產(chǎn)生光譜純度高的波長且波長在紫外可見區(qū)域內(nèi)任意可調(diào)。單色器一般由入射狹縫、準光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。

其核心部分是色散元件，起分光的作用。單色器的性能直接影響入射光的單色性，從而也影響到測定的靈敏度度、選擇性及校準曲線的線性關(guān)系等。

第56頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三57(1)棱鏡的色散Link第57頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三58棱鏡有玻璃和石英兩種材料。色散原理是依據(jù)不同的波長光通過棱鏡時有不同的折射率而將不同波長的光分開。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只能用于350~3200nm的波長范圍，即只能用于可見光域內(nèi)。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。第58頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三59折射率隨頻率改變的效應(yīng)稱為色散．第59頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三60棱鏡的角色散率式中：d/dn表示作為棱鏡材料折射率函數(shù)的

的變化；dn/d則表示折射率隨波長的變化。(3-4)第60頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三61科希提出材料的折射率與波長關(guān)系的經(jīng)驗公式式中A、B和C是由材抖的特性決定的常數(shù)。當波長間隔不太大時，取這個公式的前兩項就夠了。

第61頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三62將上式微分，得到

A、B都是正值，則波長增大時，折射率和色散率都減小。第62頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三63圖3-14為典型的玻璃和石英棱鏡單色器的色散圖Link3-14第63頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三64注意：

棱鏡單色器色散具有非線性的特征．玻璃和石英對于紫外輻射都有較大的色散率，而對可見輻射具有較小的色散率，其中較好的是玻璃，因此可見分光光度計都使用玻璃棱鏡，但玻璃對于紫外輻射有顯著的吸收，所以紫外-可見分光光度計采用石英棱鏡作為整個光譜區(qū)的色散元件。第64頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三65（2）光柵的色散分為透射光柵和反射光柵（用的較多）

第65頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三66

光柵是利用光的衍射與干涉作用制成的，具有色散波長范圍寬、分辨本領(lǐng)高、成本低、便于保存和易于制備等優(yōu)點。缺點是各級光譜會重疊而產(chǎn)生干擾。第66頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三67光束1與光束2的光路之差為（AB–CD），要發(fā)生干涉，必須

mλ＝(AB–CD)

AB=dsini

式中d是刻線間的距離，稱為光柵常數(shù)；

i是入射光與法線間的夾角。第67頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三68CD＝–

dsin

式中是衍射角，負號則表示入射光和反射光在法線異側(cè)，如果二者在法線同側(cè)，則取正號。因此發(fā)生干涉的條件是

mλ＝d（sini±sin）

(3-6)第68頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三69m是譜線的級數(shù)，該式說明對于某一給定的衍射角，存在不同的λ值，例如在

處出現(xiàn)有800nm的一級譜線（m＝1），則二級（400nm）和三級（267nm）譜線也在這個角度出現(xiàn)，造成了不同級次光譜的重疊。

第69頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三70光柵的角色散率光柵的角色散率可在保持i不變的情形下，將式（3-6）對波長微分求得，即對任一給定的入射角

光柵常數(shù)愈小，角色散率愈大，即在單位長度內(nèi)刻線數(shù)目愈多，角色散率愈大。

第70頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三71在不同的光譜級次內(nèi)角色散率也不相同，高級次的光譜有較大的角色散率。在短波長范圍內(nèi)，cos并不明顯的隨波長而變，因此，光柵的色散幾乎是線性分布的，這一點與棱鏡的色散不同。光柵可使用的波長范圍很寬，從幾個納米到幾百個微米，這也是比棱鏡單色器優(yōu)越的地方。

第71頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三72簡單的光柵單色器

由入射狹縫來的輻射，被一凹面鏡準直，同時使衍射輻射聚焦在出射狹縫上，旋轉(zhuǎn)光柵可使所需波長從單色器中引出。

第72頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三73

狹縫由金屬構(gòu)成，且要求兩片刀口的邊緣正好平行并落在同一平面上。選定單色器入射狹縫寬度時，以W（?）表示單色器出射光的帶寬，S（μm）表示出射狹縫寬度，D（?/mm）表示單色器的線色散率，則它們相互間具有如下關(guān)系：（3）單色器的有效帶寬第73頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三74單色器的有效帶寬與光柵及棱鏡的色散及入射狹縫和出射狹縫的寬度有關(guān)。單色器通常采用可變狹縫，所以有效帶寬可以調(diào)節(jié)。在定性分析中需要分析比較窄的吸收帶，應(yīng)采用盡量小的狹縫寬度，有助于分開波長相近的光譜線，減少或消除光譜重疊引起的干擾。在定量分析中，可用較寬的狹縫，使光束有足夠的強度以供測量。

第74頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三753.試樣容器

盛放試樣的吸收池必須用所需光譜區(qū)輻射的材料制成。吸收池的窗面應(yīng)嚴格垂直于光束方向。采用光程長度和透明性都相同的吸收池，能正確比較透過溶劑和試液的輻射強度。第75頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三764．輻射檢測器

檢測器的功能是檢測信號、測量單色光透過溶液后光強度變化的一種裝置。紫外及可見區(qū)用的檢測器主要有光電池、光電管和光電倍增管。

第76頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三77對檢測器的要求在整個研究波長范圍內(nèi)對光輻射有恒定的響應(yīng)；具有高靈敏度、高信噪比、響應(yīng)時間快的特點；在沒有光輻射時，檢測器輸出信號應(yīng)該為零；對弱的信號也有響應(yīng)響應(yīng)光輻射所產(chǎn)生的信號還應(yīng)該正比于光輻射的強度，且有寬的線性范圍。定量第77頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三78

光電檢測器是將光信號轉(zhuǎn)換為可量化輸出的電信號的檢測器。一類檢測器的信號轉(zhuǎn)換功能主要通過光敏材料來實現(xiàn)，當光作用于光敏材料時，光敏材料釋放出電子，由此實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換；另一類檢測器的信號轉(zhuǎn)換功能主要通過半導體材料來實現(xiàn)，當光作用于半導體材料時，半導體材料的導電特性將發(fā)生改變，并實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光電檢測器第78頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三79

由于光敏材料釋放出電子以及半導體材料導電特性改變均需要一定的能量，而光能量的大小與波長呈反比，因此光敏材料和半導體材料只對紫外光、可見光和近紅外光敏感，相應(yīng)的光電檢測器只適用于紫外到近紅外光區(qū)的光譜檢測。所對應(yīng)的光譜法包括原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜、原子熒光光譜、紫外-可見吸收光譜、分子熒光光譜、分子磷光光譜、化學發(fā)光以及近紅外光譜。紅外光的能量較低，不足以使光敏材料釋放出電子，或使半導體材料的導電特性發(fā)生改變，因此光電檢測器不能用做紅外光譜的檢測器。第79頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三80

常見的光電檢測器包括硒光電池、真空光電管、光導檢測器、硅二極管、光電倍增管以及硅二極管陣列和電荷轉(zhuǎn)移器件等。硒光電池、真空光電管、光導檢測器、硅二極管和光電倍增管為單波長檢測器，均需要通過狹縫采光，將不同波長的光投射到檢測器上分別檢測。硅二極管陣列和電荷轉(zhuǎn)移器件為多道檢測器，它們本質(zhì)上是多個單波長檢測器的集成，可進行多波長同時測定。第80頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三811.硒光電池硒光電池通過半導體材料硒實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，其光譜響應(yīng)的波長范圍為300~800nm，最靈敏響應(yīng)波長范圍為500~600nm。將硒沉積在鐵或銅的金屬基板上，硒表面再覆蓋一層金、銀或其他金屬的透明金屬層就構(gòu)成了硒光電池。第81頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三822.真空光電管真空光電管的光譜響應(yīng)范圍和靈敏度取決于沉積在陰極上的光敏材料性質(zhì)。因此，對不同波長區(qū)域光的檢測，應(yīng)該選用不同的光電管。第82頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三83

光電管分為紅敏和紫敏，陰極表面涂銀和氧化銫為紅敏，適用625－1000nm波長；陰極表面涂銻和銫為紫敏，適用200－625nm波長第83頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三843.光導電檢測器光導電檢測器也叫半導體檢測器，無光照時，其電阻可達200kΩ，而吸收輻射后，半導體中的某些價電子被激發(fā)成為自由電子，電子和空穴增加，導電性能增加，電阻減小，可根據(jù)電阻的變化檢測輻射強度的大小。敏感元件通常由金屬鉛、鎘、鎵、銦的硫化物、硒化物及碲化物形成的半導體晶體組成。第84頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三854.硅二極管在一硅片上形成的反向偏置的p-n結(jié)構(gòu)成，反向偏置造成了一個耗盡層，使該結(jié)的傳導性幾乎降到了零。當輻射光照射到n區(qū)，就可形成空穴和電子?？昭ㄍㄟ^耗盡層到達p區(qū)而湮沒，于是電導增加，形成光電流?？身憫?yīng)的光譜范圍為190～1100nm。第85頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三865.光電倍增管一種加上多級倍增電極的光電管，同時具有光電轉(zhuǎn)換和電流放大功能，其外殼由光學玻璃或石英玻璃制成，內(nèi)部為真空狀態(tài)。第86頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三87光電倍增管由陰極C吸收入射光子的能量并將其轉(zhuǎn)換為電子,其轉(zhuǎn)換效率（陰極靈敏度）隨入射光的波長而變化，這種光陰極靈敏度與入射光波長之間的關(guān)系叫做光譜響應(yīng)特性。

陰極一般都采用具有低電子逸出動能的堿金屬材料所形成的光電發(fā)射面，而入射窗材料通常由硼硅玻璃、透紫玻璃（UV玻璃）、合成石英玻璃和氟化鎂（或鎂氟化物）玻璃制成。第87頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三886.硅二極管陣列在硅片上集成多個微型硅二極管即制成硅二極管陣列檢測器。第88頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三897.電荷轉(zhuǎn)移器件電荷轉(zhuǎn)移器件是多道檢測器，因其將電荷從收集區(qū)轉(zhuǎn)移到檢測區(qū)后完成測定而得名。

電荷轉(zhuǎn)移器件測定光生電荷量的方法有兩種，一種是測量當電荷從一個電極移到另一個電極時產(chǎn)生的電壓改變;另一種是將電荷引入敏感放大器中測量，前者稱為電荷注入器件，后者稱為電荷耦合器件。第89頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三90（五）信號處理和讀出系統(tǒng)由信號處理器和讀出器件組成。信號處理器通常是一種電子器件，它可放大檢測器的輸出信號。此外，它也可以把信號從直流變成交流（或相反），改變信號的相位，濾掉不需要的成分。同時，信號處理器也可用來執(zhí)行某些信號的數(shù)學運算，如微分、積分或轉(zhuǎn)換成對數(shù)等。在現(xiàn)代分析儀器中，常用的讀出器件有數(shù)字表、記錄儀、電位計標尺、陰極射線管等。第90頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三91通常，光電檢測器的輸出采用模擬技術(shù)處理和顯示，即將由檢測器出來的平均電流、電位等放大、記錄或饋入某一個適當?shù)谋眍^。近年來，利用光電倍增管的輸出，將已應(yīng)用在X射線輻射功率測量中的光計數(shù)技術(shù)，引入了紫外和可見光區(qū)的測量。第91頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三92與模擬技術(shù)比較，光計數(shù)技術(shù)有更多的優(yōu)點。它包括：改善信噪比和低輻射強度的靈敏度；提高給定測量時間的測量精度；降低光電倍增管電壓和溫度的敏感性。采用光計數(shù)技術(shù)需要較復雜的設(shè)備，價格昂貴，目前該技術(shù)尚不能廣泛用于紫外可見光區(qū)的測量。而在那些低強度輻射中，如熒光、化學發(fā)光和拉曼光譜，已成為首選的方法。第92頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三93指示系統(tǒng)直讀檢流計、電位調(diào)節(jié)指零裝置、數(shù)字顯示和自動記錄裝置等．直讀檢流計

0~100，線性標尺表示透光率，對數(shù)標尺表示吸光度吸光度與透光率是負對數(shù)關(guān)系，吸光度標尺的刻度是不均勻的．第93頁，講稿共106頁，2023年5月2日，星期三94目視比色法—比色管光電比色法—光電比色計

光源、濾光片、比色池、硒光電池、檢流計分光光度法與分光光度計722型分光光度計光學系統(tǒng)