紫外-可見光譜原理

---

介紹

光譜學的原理是如何解釋光譜吸收紫外光。光的吸收是化學中一個重要的章節。吸收紫外線會導致物質中存在的電子激發。

關於分光光度計

分光光度計是一種科學儀器，主要用於分析從光到樣品的光的電磁輻射及其吸收波長。吸收是使用光譜成分進行測量的。分光光度計用於測量分子光譜。在物理學中，輻射是以波長或粒子的形式發射或傳輸能量。分光光度計中有一個輻射源，以便正確分析樣品的波長。

關於紫外-可見光譜的資訊

紫外-可見光譜 (UV-Vis) 是一種分析和測量給定樣品吸收的離散波長光量的技術。波長的來源來自紫外-可見光。紫外光被傳輸到空白樣品。分光光度計能夠測量實際吸收光的量。

光包含一定量的能量，這與它的波長成反比。因此，較短的波長表示更多的能量，反之亦然。然而，需要一定量的能量才能將電子從較低的穩態激發到較高的穩態，分光光度計將其檢測為吸收光譜。

圖1——來自紫外-可見分光光度計的吸收光譜示例

來自不同來源的光的出現使電子躍遷到更高的能態。此外，光譜中約 380 nm 波長的光對人眼可見。380 nm 波長的光呈現紫色，而 780 nm 波長的光負責紅色光。紫外-可見光譜的應用在於鑑定分析物的實際數量。

光譜學原理

光譜學是一種取決於光與物質相互作用的研究技術。光譜學也稱為光的特性。分光光度計的主要用途是識別能夠吸收或發射溶液狀態光的任何粒子的存在。因此，該研究是透過測量吸收和發射的電磁輻射來完成的。光譜儀也被認為是光學光譜儀。通常，該技術用於藉助譜線研究波長以識別光強度。

光譜學的型別

以下是幾種最常用的光譜型別：

• 紅外光譜 (IR)——紅外光譜能夠檢測位於分析物紅外光譜區域的電磁輻射。光譜經歷光的吸收和發射。紅外光譜用於研究未知分子中存在的不同化學官能團。

• 紫外光譜 (UV)——紫外光譜也被認為是吸收光譜或反射光譜。它可用於測量位於紫外區域的電磁光譜。它用於細菌培養和不同型別藥物的鑑定。它用於檢查核酸的純度。

• 質譜 (Mass Spectroscopy)——研究質譜是為了瞭解蛋白質-配體相互作用。它用於生物分子領域。該分析工具用於測量樣品中一個或多個分子的質荷比。離子由於磁場而發生的偏轉取決於它們的質量。

紫外-可見光譜和比爾-朗伯定律

比爾-朗伯定律指出，樣品的濃度和光程與光的吸光度成正比。樣品溶液在單色光束的特定範圍內吸收能量。光束的強度比率可以透過電子躍遷的機率來確定。強度和光束之間的關係是反比關係。

紫外-可見分光光度計的工作過程

紫外-可見分光光度計的工作過程取決於以下變數：

圖2——紫外-可見分光光度計中的主要部件

• 光源——在此過程中，單色光可以在很寬的波長範圍內發射。分光光度計中使用紫外和可見光範圍的光。氘燈用於測量紫外光，鎢燈用於測量可見光範圍的光。

• 波長選擇——分光光度計檢測由於給定樣品對光源輻射的吸收和發射而產生的波長。

結論

輻射的吸收使樣品分子激發到更高的能級，分光光度計將其檢測為吸收光譜的結果。使用質譜儀完成樣品分子的原子質量分析。分光光度計中使用寬頻輻射來分析以光譜形式呈現的精確輸出。

常見問題

1. 為什麼玻璃比色皿不適合用於紫外光？

大多數塑膠和玻璃會吸收紫外線，因此使用基於石英材料的可重複使用的比色皿來測量紫外線。

2. 紅外光譜的型別有哪些？

紅外光譜可分為三個部分，即近紅外、中紅外和遠紅外光譜。近紅外範圍為 13000-4000 cm-1，中紅外範圍為 4000-400 cm-1，遠紅外範圍為 400-10 cm-1。

3. 分光光度計有什麼用途？

分光光度計用於藉助電磁輻射測量分析物的紫外-可見波長。分光光度計可以吸收或透射光源。分析物的譜分析是它的另一個應用。