分光光度計的基本結(jié)構(gòu)
更新時間:2019-02-24 點擊次數(shù):5850
分光光度計的基本結(jié)構(gòu):
分光光度計與光電比色計相比,在結(jié)構(gòu)上分光光度計用單色器代替了濾光片,其它部分兩者比較相似。
?。ǎ﹩紊鳎簡紊魇侵敢粋€光學(xué)系統(tǒng),它比濾光片能更有效地提供帶寬窄的單色光。單色器的主要組件是玻璃棱鏡、復(fù)合濾光片或光柵。來自光源的光線,可直接通過單色器的狹縫,照到分光部件上。單色器的效率比普通濾光片高。在紫外和可見光范圍內(nèi),半寬度不超過1nm。
1.棱鏡單色器
從幾何光學(xué)我們知道,當(dāng)一束光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)時,在界面會發(fā)生折射和反射,如圖4-3所示。設(shè)入射角為i,折射角為θ,則其折射率n為:n = Sini/sinθ
不同的光學(xué)材料具有不同的折射率,這是*的。即使使用同一種光學(xué)材料,以相同的人射角照射,若波長不同,得到的折射角也不一樣。透明物質(zhì)的折射率n和入射光波長的關(guān)系可以用下列經(jīng)驗式表示: n= A+B/λ2+C/λ4+…
式中A、B、C的數(shù)值與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。從式中可以看出,波長越長,折射率越小。一束復(fù)合光進(jìn)入棱鏡,由于不同波長的光,其折射率不同,通過棱鏡后,復(fù)色光就按不同的波長分開來了,如圖所示
實驗證明,棱鏡的色散具有非線性,即①譜線彎曲;②不同波長區(qū)域色散效果不同,紅端色散差,紫端色散較好。雖然在實際應(yīng)用中的棱鏡單色器與圖示的不盡相同,然而它們的工作原理是一樣的。
2.光柵單色器
衍射光柵也可用作單色器。衍射光柵是由一系列刻劃在高光潔度反射表面上溝紋組成的。溝紋排列異常密集,每英寸長度上有15000或30000條。將光柵放在一平行光束里,光柵的一面被照亮,這一面可看作是塊非常小的反射鏡。
從溝紋反射鏡反射出的光線相重疊,發(fā)生干涉,如圖所示。另一方面,如果在光線方向上的溝紋條數(shù)是波長的整數(shù)倍時,光線就被溝紋分開,這種波就是同向的,射線被反射。當(dāng)它不是波長的整數(shù)倍時,光線被抵消,沒有反射現(xiàn)象。改變光線照到光柵上的角度,就可以改變反射光的波長。
射線波長λ與反射角θ的關(guān)系,如下式:m λ= 2dsinθ
式中,d 是溝紋之間的距離,θ是光柵常數(shù);m是干涉價數(shù)。
當(dāng)m=1時,為一階譜;
m=2時,為二階譜。