紫外-可见光谱原理

---

介绍

光谱学的原理是如何解释光谱吸收紫外光。光的吸收是化学中一个重要的章节。吸收紫外线会导致物质中存在的电子激发。

关于分光光度计

分光光度计是一种科学仪器，主要用于分析从光到样品的光的电磁辐射及其吸收波长。吸收是使用光谱成分进行测量的。分光光度计用于测量分子光谱。在物理学中，辐射是以波长或粒子的形式发射或传输能量。分光光度计中有一个辐射源，以便正确分析样品的波长。

关于紫外-可见光谱的信息

紫外-可见光谱 (UV-Vis) 是一种分析和测量给定样品吸收的离散波长光量的技术。波长的来源来自紫外-可见光。紫外光被传输到空白样品。分光光度计能够测量实际吸收光的量。

光包含一定量的能量，这与它的波长成反比。因此，较短的波长表示更多的能量，反之亦然。然而，需要一定量的能量才能将电子从较低的稳态激发到较高的稳态，分光光度计将其检测为吸收光谱。

图1——来自紫外-可见分光光度计的吸收光谱示例

来自不同来源的光的出现使电子跃迁到更高的能态。此外，光谱中约 380 nm 波长的光对人眼可见。380 nm 波长的光呈现紫色，而 780 nm 波长的光负责红色光。紫外-可见光谱的应用在于鉴定分析物的实际数量。

光谱学原理

光谱学是一种取决于光与物质相互作用的研究技术。光谱学也称为光的特性。分光光度计的主要用途是识别能够吸收或发射溶液状态光的任何粒子的存在。因此，该研究是通过测量吸收和发射的电磁辐射来完成的。光谱仪也被认为是光学光谱仪。通常，该技术用于借助谱线研究波长以识别光强度。

光谱学的类型

以下是几种最常用的光谱类型：

• 红外光谱 (IR)——红外光谱能够检测位于分析物红外光谱区域的电磁辐射。光谱经历光的吸收和发射。红外光谱用于研究未知分子中存在的不同化学官能团。

• 紫外光谱 (UV)——紫外光谱也被认为是吸收光谱或反射光谱。它可用于测量位于紫外区域的电磁光谱。它用于细菌培养和不同类型药物的鉴定。它用于检查核酸的纯度。

• 质谱 (Mass Spectroscopy)——研究质谱是为了了解蛋白质-配体相互作用。它用于生物分子领域。该分析工具用于测量样品中一个或多个分子的质荷比。离子由于磁场而发生的偏转取决于它们的质量。

紫外-可见光谱和比尔-朗伯定律

比尔-朗伯定律指出，样品的浓度和光程与光的吸光度成正比。样品溶液在单色光束的特定范围内吸收能量。光束的强度比率可以通过电子跃迁的概率来确定。强度和光束之间的关系是反比关系。

紫外-可见分光光度计的工作过程

紫外-可见分光光度计的工作过程取决于以下变量：

图2——紫外-可见分光光度计中的主要部件

• 光源——在此过程中，单色光可以在很宽的波长范围内发射。分光光度计中使用紫外和可见光范围的光。氘灯用于测量紫外光，钨灯用于测量可见光范围的光。

• 波长选择——分光光度计检测由于给定样品对光源辐射的吸收和发射而产生的波长。

结论

辐射的吸收使样品分子激发到更高的能级，分光光度计将其检测为吸收光谱的结果。使用质谱仪完成样品分子的原子质量分析。分光光度计中使用宽带辐射来分析以光谱形式呈现的精确输出。

常见问题

1. 为什么玻璃比色皿不适合用于紫外光？

大多数塑料和玻璃会吸收紫外线，因此使用基于石英材料的可重复使用的比色皿来测量紫外线。

2. 红外光谱的类型有哪些？

红外光谱可分为三个部分，即近红外、中红外和远红外光谱。近红外范围为 13000-4000 cm-1，中红外范围为 4000-400 cm-1，远红外范围为 400-10 cm-1。

3. 分光光度计有什么用途？

分光光度计用于借助电磁辐射测量分析物的紫外-可见波长。分光光度计可以吸收或透射光源。分析物的谱分析是它的另一个应用。