（Absorbance），谱线的峰值为吸收带位置。 ❖ % R∞-对应于反射率，%Reflectance，样品反射强
度比参比物的反射强度。 %R=（IS/IB)*100 IS反射光强度，IB参考样品的反射强度叫（背景）
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❖ 1/R∞和lg(1/R∞)-相当于透射光谱测定中的吸收率： lg(1/R)=lg(100/%R)
当过渡金属离子本身吸收光子激发发生内部 d 轨道内 的跃迁（d-d）跃迁，引起配位场吸收带，需要能量 较低，表现为在可见光区或近红外区的吸收光谱。
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3. 漫反射定律
❖ ❖
Kubelka-Munk方程式F R
K-吸收系数，S-散射系数
K
/
S
1 R
2R
2
❖ R∞-无限厚样品的反射系数R的极限值 ❖ F(R∞)-减免函数或Kubelka-Munk函数 ❖ 实际测定的R∞′不是绝对反射率R∞，即相对一
lg
K
lg
S
lg
1 R
2R
2
R
1
K S
K2 S2
2K S
1/2
R :反射率
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漫反射吸光度A
❖ 如同透射光谱的吸光度那样，定义漫反射吸光度：
A log1/ R log1 K / S K / S 2 2K / S
❖ A-漫反射的反射吸光度，A与K/S的关系是一条通过 零点的曲线;
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BaSO4的光谱
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四、仪器主要类型及结构
主要类型
基本结构
手动型
光源
扫描型
单色光器
阵列型
吸收池
检测器
显示记录
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（一） 手动型及结构
单波长、单光束分光光度计
I0′ I
I0
A
光源 单色光器 吸收池 检测器 显示记录
钨灯 滤光片
光电池 电表
卤钨灯 单色器-光栅
光电管 记录仪
氢灯或氘灯 棱镜
光电倍增管 计算器系统
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❖ 形成吸收带：
电子跃迁时不可避免要同时发生振动能级和转 动能级的跃迁。
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2. 液体吸收光谱
透光度：T= I / I0
单色光 I0
I
吸光度：A=lgT-1=lg(I0/I) 透射光谱：T~ 图
吸收光谱：A~ 图 max Amax
波长 吸光度 带宽 max （半峰宽）
摩尔吸光系数 物质的能量特征 强度特征
为波长
3
2. 粒子性: 可用光量子的能量来描述
E = hν = hC /
式中：E为光量子能量 h 为普朗克常数 ν为频率
C 为光速 为波长
4
3. 光谱区域：
X射线 远紫外 近紫外 可见光 近红外 中红外 远红外 微波 射频
10nm 200nm 380nm 780nm 2.5um 25um 1mm
长带。
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量子解释（1）
入射光的能量
能级间的能量差
h = hc/ = E2-E1 = E 普朗克条件
E =？ 一个分子的总能量 E =E内能+ E平动能+ E电+ E振+ E转
固有 连续变化 量子化 E = E电 + E振 + E转
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量子解释（2）
E = E电+E振+E转 1~10eV 0.05~1eV 10-4~0.05eV
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三、固体漫反射
❖ 漫反射光谱是一种不同于一般吸收光谱的在紫外、可见 和近红外区的光谱，是一种反射光谱，与物质的电子结 构有关。
1.粉末样品对光的漫反射示意图 2.漫反射光谱的原理 3.漫反射定律
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1. 粉末样品对光的漫反射示意图
S
D:漫反射 S:镜面反射
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❖ 镜面反射只发生在表面颗粒的表层； ❖ 漫反射光是分析光进入样品内部后，经过多次反射、折
个标准样品听相对反射率。
❖ 其值依赖于波长
❖ 对应于透射光谱的消光系数
❖ 在一个稀释的物种的情况下正比于物种的浓度
（相似于Lambert-Beer law)
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漫反射光谱(DRS)的表达
❖ Kubelka-Munk方程式描述一束单色光入射到一种既能 吸收光，又能反射光的物体上的光学关系。
lg
F R
10倍
10~100倍
5eV
250nm
± 0.1eV ±0.005eV
± 5nm
± 0.25nm
J
J=±1 V=±1 n=±1 J=±1 V=±1 J=±1
n
V
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量子解释（3）
❖ 物质对光呈现选择吸收的原因：
单一吸光物质的分子或离子只有有限数量的量 子化能级的缘故。
❖ 选择吸收的性质：
反映了分子内部结构的差异，各物质分子能级 千差万别，内部各能级间的间隔也不相同。
样品漫反射吸收光谱的测定
聊城大学材料科学与工程学院
张大凤
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主要内容
一．光谱学基础 二．选择吸收及吸收光谱 三．固体漫反射 四．仪器结构及原理 五．漫反射谱图分析
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一、光谱学基础
❖ 光是一种电磁波，具有波粒二相性。
1.波动性: 可用波长( )、频率(ν)和速度（C）等来描述。
ν = C/
式中：ν为频率 C 为光速
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0.8
0.6
0.4
A
0.2
0.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
K/S
❖ 当K/S在一定范围内，A与K/S可用截距不
等不于零的一条直线来近似表达。
❖ A=a+b(K/S)
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❖ 可以有多种曲线形式表示。 ❖ 横坐标：波数（cm-1)，波长（nm） ❖ 纵坐标：lgF(R∞)， F(R∞)-对应于吸收单位
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二、选择吸收及吸收光谱
1. 选择吸收
宏观现象 KMnO4 (紫红色) 吸收白光中的 CuSO4 (蓝色) 吸收白光中的 互补色
黄绿色 黄色
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6
结论：
（1）同一种物质对不同波长的光表现出不同的吸 收能力，称之谓选择吸收现象。
（2）不同的物质对光的选择吸收性质是不同的。 （3）溶液的颜色并不是某一个波长，而是一个波
用lg(1/R)=单位是因为其与样品组分的浓度间有线性相关性。
21
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R∞的确定
❖ 一般不测定样品的绝对反射率，而是以白色标准物 质为参比，得到的相对反射率。
❖ 参比物质：要求200-3000nm波长范围反射率为 100%，常用MgO，BaSO4，MgSO4等，其反射率 R∞定义为1（大约为0.98-0.99）。 MgO机械性能不 如BaSO4，现多用BaSO4作标准。
射、衍射、吸收后返回表面的光。 ❖ 漫反射光是分析光和样品内部分子发生了相互作用后的
光，因此负载了样品结构和组成信息，可以用于分析。
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2. 漫反射光谱的原理
❖ 固体中金属离子的电荷跃迁
在过渡金属离子-本体体系中，一方是电子商务给予 体，另一方为电子接受体。在光激发下，发生电荷转 移，电子吸收某能量光子从给予体转移到接受体，在 紫外区产生吸收光谱。