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【讨论】通过比色皿的光束,那种更合理

紫外可见分光光度计(UV)

  • 大家觉得那种光束更合理呢,如下图。





    注:光线数量的变化,表示光被试液吸收的量。


    其实我觉得是图一,平行光更合理。

    不过,实际中,把白纸片,放入样品室,随着光路移动,会发现光斑大小是变化的。



    另,在以前的讨论中,auto1235说过,在单色器中是没有透镜的,确实是这样,不过单色器可以看成是内光路,在外光路中是有透镜的,作用就是上图中所示。原子吸收中一般是这么分光路的。

    这个帖子也是在原子吸收的一个帖子想到的问题。



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  • tutm

    第1楼2009/05/14

    如果要使用光纤,可能就是第二种(单色器+透镜)更合适了。

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  • 老化验工

    第2楼2009/05/14

    楼主提出了一个挺有意思的问题。赞同楼主的观点,图1更合理。
      如果溶液没有吸光质点,无论是平行光还是聚焦再透射的光,在检测器上产生的光电流强度是相同的(就算是光能量守恒吧),但如果溶液中有吸光质点的话,两种情况的光电流强度就不会相等了,平行光的吸光度可能会大于聚集光的吸光度。原因是:溶液中焦点两侧的光路都呈圆锥体,进入此圆锥体的吸光物质只有平行光的1/3(数学知识),虽然光路中单位时间内的总光子数仍等于平行光情况,但毕竟吸光质点少了三分之二,故对光子的吸收应减少三分之二。
       需要说明的是:圆锥光路中的微分透光率的精确计算是复杂的,因为光路中的截面光子密度是渐变的,越接近焦点越大,因而光程中载面上的光子密度不是恒量,我想要精确计算需要积分得到。
       无论是平行光还是聚集光,只要初始光束的光强度恒定,理论上应该仍能满足朗-比定律,只是平行光的灵敏度高于聚集光(前者吸光质点多)。

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  • 祥子

    第3楼2009/05/15

    我可能想偏了。

    tutm 发表:如果要使用光纤,可能就是第二种(单色器+透镜)更合适了。

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  • 祥子

    第4楼2009/05/15

    您把我所想的都清晰的表达了,真是非常感动~,

    这么晚还有这么清晰的思路,太厉害了。

    简单的说,图1的灵敏度更高。

    在火焰原子吸收中,可能是很关键的因素,但光度计中,可能就不那么重要了。


    zlhuang0132 发表:楼主提出了一个挺有意思的问题。赞同楼主的观点,图1更合理。
      如果溶液没有吸光质点,无论是平行光还是聚焦再透射的光,在检测器上产生的光电流强度是相同的(就算是光能量守恒吧),但如果溶液中有吸光质点的话,两种情况的光电流强度就不会相等了,平行光的吸光度可能会大于聚集光的吸光度。原因是:溶液中焦点两侧的光路都呈圆锥体,进入此圆锥体的吸光物质只有平行光的1/3(数学知识),虽然光路中单位时间内的总光子数仍等于平行光情况,但毕竟吸光质点少了三分之二,故对光子的吸收应减少三分之二。
       需要说明的是:圆锥光路中的微分透光率的精确计算是复杂的,因为光路中的截面光子密度是渐变的,越接近焦点越大,因而光程中载面上的光子密度不是恒量,我想要精确计算需要积分得到。
       无论是平行光还是聚集光,只要初始光束的光强度恒定,理论上应该仍能满足朗-比定律,只是平行光的灵敏度高于聚集光(前者吸光质点多)。

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  • 祥子

    第5楼2009/05/15

    在比色皿光程上,光能量先是越来越集中,汇聚后又逐渐发散,隐约觉得这也是一种非线性因素。

    nemoium 发表:   因为光路中的截面光子密度是渐变的,越接近焦点越大,因而光程中载面上的光子密度不是恒量,  

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  • 祥子

    第6楼2009/05/15

    李昌厚的书上,谈到郎伯-比尔定律,如下图,强调的通过比色皿的光的平行行。


    并在郎伯-比尔定律的可靠性中,谈到了这种会聚式入射的影响。

    在上图中,θ为13.4度时,相对误差为0.51%。


    在光度室的设计中,谈到了聚光镜的问题



    注意上面图片中,提到出射狭缝在聚光透镜的焦点上,就是图1的示意。

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  • vandyke

    第7楼2009/05/15

    朗伯比尔定律成立的前提之一就是单色平行光。会聚光或发散光都会引起定律的偏离。严谨的研究试验,对分光光度计的光束发散角也要详加考察

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  • hrcren

    第8楼2009/05/16

    个人也觉得图1 的平行光的模式更好一些,6楼的nemoium的资料值得好好学习一下

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  • auto1235

    第9楼2009/05/16

    图一是理想化的设计,实际应该没有采用这种设计的仪器。
    等激光技术成熟了,这些都没有必要了。

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  • tutm

    第10楼2009/05/16

    可是激光并不能做光谱啊。
    光源以后使用发光二极管倒是可能会很快的。

    auto1235 发表:图一是理想化的设计,实际应该没有采用这种设计的仪器。
    等激光技术成熟了,这些都没有必要了。

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