UV光譜儀...(紫外光可見光分光光譜儀)的原理及構造

2008-05-21 8:59 am
如題,超趕...


UV光譜儀...(紫外光可見光分光光譜儀)的原理及構造

回答 (2)

2008-05-22 5:49 am
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分光光度計及原子吸光光譜儀之化學分析,皆是利用紫外/ 可見光譜學特性 (詳見紫外/ 可見光譜學之基本概念) ,兩種儀器在電路系統上非常相似,所差別僅在於發射部份之光源體,以及吸收光譜的待測物體處在不同之狀態。

 


一、分光光度計 (簡稱UV)
一般而言,分光光度計多用於分析水中之非金屬分子或離子化合物,早期僅利用到可見光譜,在於補足肉眼比色之精度不足問題,後來才發展到利用紫外光譜區,近年分析理論愈加完備,更延伸到生化領域,針對化合物中某些特殊吸光之官能基,而分析一些外觀不具明顯顏色之目標物。
分光光度計之原理,乃是利用可見光及紫外光之燈管 (Lamp) 做為光源,通過濾光鏡調整色調後,經聚焦後通過單色光分光稜鏡,再經過狹縫選擇波長,使成單一且特定波長之光線,而後射入樣品管中之水樣中,最後射入光電管中將光能轉換為電器訊號,藉由樣本及空白水樣間所吸收之光能量差,與標準液之能量吸收值相比較,便可律定樣本中之待測物濃度。典型之分光光度計設計概圖如下:

 

典型之分光光度計設計概圖
 


本實驗室目前有多種不同廠牌之分光光度計,其中以澳洲GBC 公司所生產之 911型紫外/可見光分光光度計,為目前本科功能最齊全之分光光度計,該儀器為紫外/可見光之全頻譜掃描型機種,工作範圍可由190nm~1000nm,且具有交談式微電腦程式全自動控制,及多種不同之操作模式,其光路系統示意圖如下:

 

GBC 911 UV之光路系統示意圖
 


本實驗室另有美國 HACH 公司所生產之 DR2000 型可攜帶式分光光度計,因其體積小、重量輕、可使用直流電源、以及配合內建檢量線之快速分析藥包,因此非常適於野外操作,且其訊號以數位式顯示,非常易讀及易於操作,但其缺點便是體積小,光源穩定性較差,準確性不如前述儀器,其光學系統示意圖如下:


HACH DR2000之光學系統示意圖
 


二、原子吸光光譜儀 (簡稱AA)
原子吸光光譜儀在實驗室中用來分析水中之陽離子,除傳統之火焰燃燒加熱法之外,近年亦有利用石墨電弧放電瞬間產生之高溫,來分析微量陽離子,亦有利用冷蒸氣無焰之分析方法。
如前所述,AA與UV之差別僅在光源及待測樣本之形態,AA所用之光源,因為要求較高之能量及固定之波長,因而不能使用UV之全頻譜可見光或紫外光燈管,而需使用特殊之中空陰極管 (Hollow Cathode Lamp,簡稱 HCL管或燈管),該燈管之原理乃是利用不同元素在激態時會放射出特定之可見/ 紫外光譜線,而此譜線正是提供該元素達成激態所需之最佳能量,因此利用不同元素製成陰極,可提供分析該元素所需之光源,由此可知各元素皆擁有各別獨立之燈管,燈管之工作原理如圖所示。
 


AA燈管構造原理圖


 
當燈管通電發射出光譜後,經聚焦後射向樣本,與UV不同之處,金屬陽離子由基態到激態所需之能量較大,除特定之光譜能量之外,需另外加熱以提供達到激態所需之活化能 (或是以化學催化劑達成,如冷蒸氣無焰法分析時之用) ,因此送入AA之樣品,利用助燃氣 (空氣或笑氣) 使其霧化,再與燃料 (乙炔,Acetylene)混合後點火燃燒,將燈管所發出之光譜射向火焰,使離子在火焰中達到激發狀態,穿過火焰之光束經過單色光分光稜鏡後,再以狹縫選擇特定之波長送入光電管中轉換成電子訊號,比對樣本與空白水樣間之光能量吸收差異,便可測得水中樣本之離子濃度,典型之AA系統如下圖:


典型原子吸光光譜儀設計概念圖
http://study.tnit.edu.tw/teacher/shyu/water_analy/ecchar5.htm
圖在以上的網頁資料供參考
UV光譜儀...(紫外光可見光分光光譜儀)的原理及構造
參考: 天之心
2008-05-21 7:41 pm
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Diffraction grating. It works by the contructive interference of different wavelenght by different slits seperations. As you vary the incident angle of the light to the grating, the effective slits seperation change, so the intensity of different wavelenght can seperated out at measure.

CCD / photodiode. They operate in similar principle, if a photon (light) shines on it, it will generate a voltage out. The more photons, the higher the voltage output. But CCD can gives a intensity distribution directly but photodiode deso not. But we can still use the photodiode the have the intensity distribution by use with stpper motor.


收錄日期: 2021-04-13 15:35:23
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080521000051KK00137

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