第三节 基本原理一,Lamber-Beer定律二、吸光系数和吸收光谱三,偏离 Beer定律的因素四、透光率的测量误差一,Lamber-Beer定律：吸收光谱法基本定律
描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系假设一束平行单色光通过一个吸光物体
CAB e e r
lAL a m b e r
定律：
定律：
n
l
S
I
I
吸光质点数为厚度为物体截面为透过光强为入射光强为
0
续前
取物体中一极薄层
x
x
dI
S
dnk
S
dS
dnkdS
dn
I
透过薄层减弱的光强为几率光子通过薄层被吸收的不让光子通过的面积为薄层的吸光质点数为设入射光强为
S
dnk
I
dI
x
x
nI
I x
x
S
dSk
I
dI
00
S
nE
I
I
S
nk
I
I
00
lgln
ClSnCVnlVS 和由续前
讨论：
1,Lamber-Beer定律的适用条件 （ 前提 ）
入射光为单色光
溶液是稀溶液
2,该定律适用于固体,液体和气体样品
3,在同一波长下,各组分吸光度具有加和性
应用：多组分测定
lCEIIB e e rL a m b e r
0
lg定律表达式
lCETA
I
I
T
lg
0
吸光度透光率
lECAT 1010或
：吸光系数E
cba AAAA 总二、吸光系数和吸收光谱
1．吸光系数的物理意义：
单位浓度、单位厚度的吸光度
讨论：
1） E=f（ 组分性质,温度,溶剂,λ）
当组分性质,温度和溶剂一定,E=f（ λ）
2） 不同物质在同一波长下 E可能不同 （ 选择性吸收 ）
同一物质在不同波长下 E一定不同
3） E↑,物质对光吸收能力 ↑,定量测定灵敏度 ↑
→ 定性,定量依据
lC
AE
续前
2,吸光系数两种表示法：
1） 摩尔吸光系数 ε：
在一定 λ下,C=1mol/L,L=1cm时的吸光度
2） 百分含量吸光系数 / 比吸光系数,
在一定 λ下,C=1g/100ml,L=1cm时的吸光度
3） 两者关系
3．吸收光谱（吸收曲线）,λ~A
%1
110 cmE
M
最大吸收最小吸收 特征值 →定性依据肩峰末端吸收续前 4,吸光度测量的条件选择：
1） 测量波长的选择：
2） 吸光度读数范围的选择：
3） 参比溶液 (空白溶液 )的选择：
下测定须在较小的左右测定灵敏度高
m a x
m a x
m a xm a x
lC
A
E
A
A
选 A=0.2~0.7
样参调节光路光学性质和厚度相同样品池样品溶液
，参比池空白溶液样品池参比池配制样品的溶剂空白溶液
A
TA
%1000
注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和界面反射等因素对透光率的干扰三、偏离 Beer定律的因素
依据 Beer定律,A与 C关系应为经过原点的直线
偏离 Beer定律的主要因素表现为以下两个方面
（ 一 ） 光学因素
（二）化学因素
lCEA
（一）光学因素
1,非单色光的影响：
Beer定律应用的重要前提 —— 入射光为单色光
照射物质的光经单色器分光后并非真正单色光
其波长宽度由入射狭缝的宽度和棱镜或光栅的分辨率决定
为了保证透过光对检测器的响应,必须保证一定的狭缝宽度
这就使分离出来的光具一定的谱带宽度续前
21
0201
21
II
II
和为对应的透过光光强分别和入射光光强分别为的光组成和设入射光由波长为
lECIIlCE
I
ITA 10lglg
0
0
0201
0201
0201
0201
0201
21
12
1
21
10
10
1010
II
II
II
II
II
II
T
lCEE
lCE
lCElCE
）（
又?
0201
0201
1
1210
lglg IIIIlCETA
lCEE
）（
续前
讨论：
入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状
结论：
选择较纯单色光（ Δλ↓,单色性 ↑ ）
选 λ max作为测定波长（ ΔE↓,S↑ 且成线性）
偏离线性关系越严重与）（
定律不成线性关系，偏离与成线性关系
CAEE
Be e rCAEE
lCEAEE
12
21
121
续前
2．杂散光的影响：
杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度范围内,与所选波长相距较远
杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成
杂散光可使吸收光谱变形,吸光度变值
3,反射光和散色光的影响：
反射光和散色光均是入射光谱带宽度内的光直接对 T产生影响
散射和反射使 T↓,A↑,吸收光谱变形注：一般可用空白对比校正消除
4,非平行光的影响：
使光程 ↑,A↑,吸收光谱变形
（二）化学因素
Beer定律适用的另一个前提：稀溶液
浓度过高会使 C与 A关系偏离定律四、透光率的测量误差 —— ΔT
影响测定结果的相对误差两个因素,T和 ΔT
ΔT影响因素：仪器噪音
1）暗噪音
2）讯号噪音
TlElE
AClCETA
lg
1lg
TT
T
C
C
lg
4 3 4.0
浓度的相对误差续前
1） 暗噪音 —— 与检测器和放大电路不确切性有关与光讯号无关
0)lg( )lg434.0(434.0)lg434.0( 2 TT TTTT TdTd
对应最小的测量误差
，
%80.364 3 4.0lg TT
%5.0
%1~%2.0
T
T
今假设大多数分光光度计的适宜测量范围
7.0~2.0
%20~%65
：
：
A
T 测定结果相对误差较小?
续前
2）讯号噪音 —— 与光讯号有关表明测量误差较小的范围一直可延至较高吸光度区，
对测定有利第四节 紫外分光光度计
1．光源：
2,单色器,包括狭缝,准直镜,色散元件棱镜 —— 对不同波长的光折射率不同色散元件 分出光波长不等距光栅 —— 衍射和干涉分出光波长等距钨灯或卤钨灯 —— 可见光源 350~1000nm
氢灯或氘灯 —— 紫外光源 200~360nm
续前
3,吸收池：
玻璃 —— 能吸收 UV光,仅适用于可见光区石英 —— 不能吸收紫外光,适用于紫外和可见光区
要求：匹配性 （ 对光的吸收和反射应一致 ）
4,检测器,将光信号转变为电信号的装置
5．记录装置：讯号处理和显示系统光电池光电管光电倍增管二极管阵列检测器类型：
1,单光束分光光度计：
特点：
使用时来回拉动吸收池
→移动误差
对光源要求高
比色池配对续前 2．双光束分光光度计：
特点：
不用拉动吸收池,可以减小移动误差
对光源要求不高
可以自动扫描吸收光谱续前 3．双波长分光光度计
特点：
利用吸光度差值定量
消除干扰和吸收池不匹配引起的误差
描述物质对单色光吸收强弱与液层厚度和待测物浓度的关系假设一束平行单色光通过一个吸光物体
CAB e e r
lAL a m b e r
定律：
定律：
n
l
S
I
I
吸光质点数为厚度为物体截面为透过光强为入射光强为
0
续前
取物体中一极薄层
x
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dI
S
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S
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I
透过薄层减弱的光强为几率光子通过薄层被吸收的不让光子通过的面积为薄层的吸光质点数为设入射光强为
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ClSnCVnlVS 和由续前
讨论：
1,Lamber-Beer定律的适用条件 （ 前提 ）
入射光为单色光
溶液是稀溶液
2,该定律适用于固体,液体和气体样品
3,在同一波长下,各组分吸光度具有加和性
应用：多组分测定
lCEIIB e e rL a m b e r
0
lg定律表达式
lCETA
I
I
T
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0
吸光度透光率
lECAT 1010或
：吸光系数E
cba AAAA 总二、吸光系数和吸收光谱
1．吸光系数的物理意义：
单位浓度、单位厚度的吸光度
讨论：
1） E=f（ 组分性质,温度,溶剂,λ）
当组分性质,温度和溶剂一定,E=f（ λ）
2） 不同物质在同一波长下 E可能不同 （ 选择性吸收 ）
同一物质在不同波长下 E一定不同
3） E↑,物质对光吸收能力 ↑,定量测定灵敏度 ↑
→ 定性,定量依据
lC
AE
续前
2,吸光系数两种表示法：
1） 摩尔吸光系数 ε：
在一定 λ下,C=1mol/L,L=1cm时的吸光度
2） 百分含量吸光系数 / 比吸光系数,
在一定 λ下,C=1g/100ml,L=1cm时的吸光度
3） 两者关系
3．吸收光谱（吸收曲线）,λ~A
%1
110 cmE
M
最大吸收最小吸收 特征值 →定性依据肩峰末端吸收续前 4,吸光度测量的条件选择：
1） 测量波长的选择：
2） 吸光度读数范围的选择：
3） 参比溶液 (空白溶液 )的选择：
下测定须在较小的左右测定灵敏度高
m a x
m a x
m a xm a x
lC
A
E
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选 A=0.2~0.7
样参调节光路光学性质和厚度相同样品池样品溶液
，参比池空白溶液样品池参比池配制样品的溶剂空白溶液
A
TA
%1000
注：采用空白对比消除因溶剂和容器的吸收、光的散射和界面反射等因素对透光率的干扰三、偏离 Beer定律的因素
依据 Beer定律,A与 C关系应为经过原点的直线
偏离 Beer定律的主要因素表现为以下两个方面
（ 一 ） 光学因素
（二）化学因素
lCEA
（一）光学因素
1,非单色光的影响：
Beer定律应用的重要前提 —— 入射光为单色光
照射物质的光经单色器分光后并非真正单色光
其波长宽度由入射狭缝的宽度和棱镜或光栅的分辨率决定
为了保证透过光对检测器的响应,必须保证一定的狭缝宽度
这就使分离出来的光具一定的谱带宽度续前
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和为对应的透过光光强分别和入射光光强分别为的光组成和设入射光由波长为
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续前
讨论：
入射光的谱带宽度严重影响吸光系数和吸收光谱形状
结论：
选择较纯单色光（ Δλ↓,单色性 ↑ ）
选 λ max作为测定波长（ ΔE↓,S↑ 且成线性）
偏离线性关系越严重与）（
定律不成线性关系，偏离与成线性关系
CAEE
Be e rCAEE
lCEAEE
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续前
2．杂散光的影响：
杂散光是指从单色器分出的光不在入射光谱带宽度范围内,与所选波长相距较远
杂散光来源：仪器本身缺陷；光学元件污染造成
杂散光可使吸收光谱变形,吸光度变值
3,反射光和散色光的影响：
反射光和散色光均是入射光谱带宽度内的光直接对 T产生影响
散射和反射使 T↓,A↑,吸收光谱变形注：一般可用空白对比校正消除
4,非平行光的影响：
使光程 ↑,A↑,吸收光谱变形
（二）化学因素
Beer定律适用的另一个前提：稀溶液
浓度过高会使 C与 A关系偏离定律四、透光率的测量误差 —— ΔT
影响测定结果的相对误差两个因素,T和 ΔT
ΔT影响因素：仪器噪音
1）暗噪音
2）讯号噪音
TlElE
AClCETA
lg
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TT
T
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4 3 4.0
浓度的相对误差续前
1） 暗噪音 —— 与检测器和放大电路不确切性有关与光讯号无关
0)lg( )lg434.0(434.0)lg434.0( 2 TT TTTT TdTd
对应最小的测量误差
，
%80.364 3 4.0lg TT
%5.0
%1~%2.0
T
T
今假设大多数分光光度计的适宜测量范围
7.0~2.0
%20~%65
：
：
A
T 测定结果相对误差较小?
续前
2）讯号噪音 —— 与光讯号有关表明测量误差较小的范围一直可延至较高吸光度区，
对测定有利第四节 紫外分光光度计
1．光源：
2,单色器,包括狭缝,准直镜,色散元件棱镜 —— 对不同波长的光折射率不同色散元件 分出光波长不等距光栅 —— 衍射和干涉分出光波长等距钨灯或卤钨灯 —— 可见光源 350~1000nm
氢灯或氘灯 —— 紫外光源 200~360nm
续前
3,吸收池：
玻璃 —— 能吸收 UV光,仅适用于可见光区石英 —— 不能吸收紫外光,适用于紫外和可见光区
要求：匹配性 （ 对光的吸收和反射应一致 ）
4,检测器,将光信号转变为电信号的装置
5．记录装置：讯号处理和显示系统光电池光电管光电倍增管二极管阵列检测器类型：
1,单光束分光光度计：
特点：
使用时来回拉动吸收池
→移动误差
对光源要求高
比色池配对续前 2．双光束分光光度计：
特点：
不用拉动吸收池,可以减小移动误差
对光源要求不高
可以自动扫描吸收光谱续前 3．双波长分光光度计
特点：
利用吸光度差值定量
消除干扰和吸收池不匹配引起的误差
