单色光并分离出所需波段光束的装置。
入射狭缝：限制杂散光进入； 色散元件：将复合光分解为 单色光，有棱镜和光栅两种； 准直镜：将来自色散元件的 平行光束聚集在出射狭缝上； 出射狭缝：将固定波长范围 的光射出单色器，可以限制 通带宽度。
吸收池（absorption cell）：是用来盛放被测溶液的
第一节 光谱分析技术基础理论与分类
吸收光谱（absorption spectrum） 物质对不同波
长光的吸收程度不同而产生的光谱。
发射光谱 由物质分子或原子吸收了外来的能
量后发生分子或原子间的能级跃迁而产生的光 谱。
一、光谱分析技术的基础理论
光的波粒二象性：微粒性 波动性
E h hc
E 为光子的能量；ν为光波的频率（Hz）；h为普朗克常数（6.626）； c为光速（2.9977×108m／s）；λ为光波的波长
物质的吸收光谱:在连续光谱中某些波长的光被物
质吸收后产生的光谱被称作吸收光谱,包括分子吸收 光谱和原子吸收光谱。吸收光谱取决于物质的结构。
S3
h S2
S1
S0
E3
E2 E1
光深入到物体内部，将物体内部原子中的一部分束缚电 子激发成自由电子，但这些电子并不逸出物体，而是留 在物体内部从而使物体导电性增强，称为内光电效应。 利用内光电效应可制成光敏电阻、光敏二极管以及光电 池。
几种常用检测器比较
检测器 工 作 原 理
特点
光电管 外光电效应
简单,灵敏度低
光电倍增 管 光电二极 管阵列
TENSOR系列红外光谱仪
一、紫外-可见分光光度计的基本结 构和工作原理
光源
单色器 吸收池 检测器 显示系统
紫外-可见分光光度计的基本结构示意图
光源（light source）：提供入射光的装置。 要求: 1.能在所需波长范围的光谱区域内发射连续光谱； 2.有足够的辐射强度并能长时间稳定。 常用的光源有热辐射灯（钨灯、卤钨灯等），气体 放电灯（氢灯、氘灯及氙灯等），金属弧灯（各种 汞灯）等。
hE2E0
E0
EE2E0 hhc
朗伯-比尔定律：
T I 10kbc I0
Alg TlgI lgI0lg1kbc I0 I T
I0
I
I0：入射光强度
C:溶液浓度
b:液层厚度
I:透射光强度
T:透光度
A:吸光度
k:吸光系数
b
发射光谱:物质所发射的光 被光谱仪器分解而成的光 谱。
光电池
电荷耦合 器件
外光电效应与多级二次发 射体相结合 外光电效应，由一行光敏 区和二行读出寄存器构成
内光电效应
模拟集成电路芯片
灵敏度比光电管高200多倍
可同时检测多个波长的光强度。 寿命长、光谱响应范围宽、可靠 性高、读出速度快 结实、便宜、使用方便。但产生 的电流大小不稳定 能同时多谱线检测，极大地提高 分析速度
x 射射 线线
紫红 外外 光光
微
无
波
线
电
波
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ可见光
紫外-可见分光光度计：工作波段在200nm～ 800nm的分光光度计。其中：
200nm～400nm为紫外光区。 400nm～800nm为可见光区。 属于分子吸收光谱仪。
721 可见分光光度计
722系列 可见分光光度计
SP-756P紫外可见分光光度计
器件。在可见光区常用无色光学玻璃或塑料制作；在紫 外区需用能透紫外线的石英或熔凝石英制作。 同一套吸收池的厚度、透光面的透射、反射、折射应严 格保持一致。指纹、油污及池壁上的沉淀物都会影响吸 收池的透光性能。
通过改进吸收池的几何形状，可提高“光程/体积 比”，即尽可能延长单位体积的光程。常用的有 ：
对检测器的要求： 1.产生的电信号与照射到它上面的光强有恒定的函数关系； 2.波长响应范围大； 3.灵敏度高； 4.响应速度快，一般要求小于10-8s； 5.产生的电信号易于检测、放大，噪声低。
检测器工作原理
光照射在某些金属表面，会有光电子从金属表面逸出， 这种光电效应称为外光电效应。利用外光电效应可以制 成光电管和光电倍增管。
微型吸收池（Microdrill absorption cell） ：“光程/体积 比”提高了近10倍。
多光路吸收池（Multipie-path absorption cell）：在吸收 池壁上装有反射镜，使光线在溶液中经多次反射后才离开 吸收池，大大增加了有效光程，提高了测定的灵敏度。
检测器：把光信号转换为电信号的装置。
发射光谱分析方法就是根 据每种元素特有的线光谱 来识别或检查各种元素。
线状光谱 由原子或 离子被激 发而发射
发 射 光 谱
带状光谱 由分子被 激发而发
射
连续光谱 由炙热的 固体或液 体所发射
二、光谱分析技术的分类
分子光谱 光谱技术
原子光谱
分子吸收法: 可见与紫外分光光度法、红外光谱法 分子发射法: 分子荧光光度法 原子吸收法：原子吸收法 原子发射法：发射光谱分析法、原子荧光法等
第二节 紫外-可见分光光度计
分光光度计:能从含有各种波长的混合光中将每 一单色光分离出来并测量其强度的仪器。
分析精密度高 测量范围广 分析速度快 样品用量少
根据使用的波长范围不同分为紫外光区、可见光区、 红外光区以及万用（全波段）分光光度计等。
10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm
几种常见光源比较
光源 钨灯
卤钨灯
氢灯 氘灯 汞灯
波长范围(nm)
特点
320~2500 320~2500 185~375
钨丝易蒸发，寿命短。用于可 见光区
加入卤素使用寿命延长，稳定 性好
用于紫外区
185~375 254~734
发光强度比氢灯高3～5倍 用于紫外或荧光分析仪
单色器（Monochromator）：是将来自光源的复合光分解为
章光谱分析技术及相关仪器
光谱分析（Spectral Analysis）：指所有对物
质发射辐射能的能谱分析或对辐射能与物质相互 作用引起的能谱改变的分析。
光谱分析法：基于物质发射的电磁辐射及电磁
辐射与物质的相互作用而建立起来的分析方法。
常用光谱分析仪器 紫外-可见分光光度计 原子吸收分光光度计 红外光谱仪 原子发射光谱仪 荧光分析仪 原子荧光分析仪等