分光光度计培训讲义正文.docx

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1、一、光的基础知识1、光的本性：物理实验过程中得出，光是在同一媒质下以直线方式传播的一种电磁波（具有二象性、波动粒子特性），通常这些电磁波也以波长、速度等参数来表征它们的特性。1）光速：3X10*sT2）单位表式：微米（um）；纳米Cnm）；埃（A）3）换算关系:Ium=IOOOnm=1OOOOA-10em-10m（1nm-1A）2、光的传播：1）光的反射与折射：在同一种均匀媒介物质里光是沿直线传播的，当光线从一种媒质（如空气）传播到另一种媒质时（如玻璃）时，光线在这两种媒质的分界面上会改变传播的方向。其中一部分光回到原来的媒质里，这种现象叫做光的反射；另一部分光进入另一种媒质继续传播，这种现象

2、叫做光的折射。如图1所示。图1：光的反射和折射图对于这二条光线的传播方向，可分别由反射定律和折射定律来表述。a、反射定律：入射光与反射光在同一界面时，入射角=反射角，即Na=Nbb、折射定律：入射光线AB与分界面上B点的法线NY和折射光线BD三者在同一平面内，并是入射角Q的正弦r之比是一个取决于两种媒质光学性质的常数，用n21表示sinsinr=n21式中n21为光线从第一种媒质射入第二种媒质的折射率。任何媒质的绝对折射率都大于1,空气的折射率近似等于1,严格的说不同类型材料（玻璃）对不同波长的光都有其不同的折射率（见表1）元素符号HgHgHHGNaHHe谱线符号hgfedCr波长（nm）40

3、4.7435.8486.1546.1589.3656.3706.5F2折射率1.6431.6341.6251.6171.6131.5991.596表1：Fz光学玻璃对七条谱线的折射率3、光的区域划分人们常见的白光如日光，波长范围为760-40Onm的混合电磁波即：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色的光按一定比例混合而成的复合光，不同波长的光被人眼感受到的颜色是不同的。一般来讲人们用眼睛能看到的光称为可见光，而波长小于400nm或大于760nm的红外光都是人类肉眼所看不见的光，称为不可见光。4、物质对光的选择性吸收不同的物质（被测样品）对不同的波长都有各自的吸收然而利用分光光度计来检测该样品的吸光

4、度至浓度关系及吸收曲线等。通常应用仪器中光谱扫描测定功能，使不同波长的光透过某一固定浓度的有色液，然后同时测量溶液对不同波长的吸收程度（吸光度）自动或手动绘制：A=/（）这样就获得了该物质的吸收曲线。见下图：物质对光吸收极大处称为吸收峰，不同物质对光吸收的吸收峰的波长不同（这也就是不同的物质都有各自测试规定波长值得缘故）。（某一物质的吸收峰曲线图）5、光学器件介绍1）平面镜和球面镜a、反射面是平面的反射镜叫做平面镜（通常用来改变光路）。b、反射面是球面的反射镜叫做球面镜（通常用来改变呈像）分光光度计中用的反光镜主要是这两种，为了提高镜子的反射能力都在镜面进行真空镀铝，使反射率达到95%以上，但

5、在安装时或光学器件调校时，不可用手直接触摸或有赃物触及以免大大影响降低其反射率。球面镜有两种：用球面的凸面作反射面的球面镜叫凸面镜或凸镜。用球面的凹面作反射面的球面镜叫凹面镜或凹镜。分光光度计所采用的球面镜多为凹面镜，因凹面镜有会聚光线的作用。凹面镜也称准直镜，为此单色光器按其不同的光路结构都有一至二块凹面反射，进行光路组A口O2）透镜折射面是球面，其中央厚度比边锋厚的透镜叫做凸透镜，它的作用可会聚光线，即人们通常所说的可把光线放大、缩小等。3）光栅：（衍射作用一一分光原理）（1）光的衍射：如果让一个直线灯丝型的光源照在一个狭缝上，当狭缝的宽度比较大时，狭缝后的光屏就有一条轮廓分明的光带如下图

6、A所示。此时逐渐收缩狭缝的宽度，光屏上就会出现像图B的光样，当中一条最亮，旁边的光带比较暗，这就是光的衍射现象。AB分光光度计采用的多为平面光栅衍射分光，而光栅的色散公式：d（sinisin）=m中基本原理为不同波长的光射经光栅表面，即为由不同的衍射角的光变出，即分光原理。但值得注意的是，任何型号的光栅式分光光度计都有一个克服和消除高级次光谱（简称杂散光）的装置即截止滤光片组。（2）传动结构的规则因光栅色散公式中的轨迹是按sini（正弦）变化，因此仪器中的正弦丝杆调整也为同配进行调整。（具体调整详见工艺要求）（3）狭缝与狭缝结构狭缝片或不变狭缝机构在单色器中属精密部件，结构有简单和复杂多种，是

7、决定单色光器出射光能量和光谱宽度的重要因素之一，对测光准确度起决定性作用，因此装配时必定要相当重视。狭缝结构a、固定式b、可变式（手动/电动）二、752仪器光路结构原理介绍（结合仪器）1、外光路（光源灯室）1臂灯2 .切换镜3 ,完灯4 .凹面镇5 .入射狭缝6 .反光镜7 .8.准直辙9 .光栅10 .滤光片组I1出射狭缝12 .聚焦镣13 .比色架14 .接收、放大器鸨灯或笊灯发出的光经手动切换反射镜位置，使该两光源灯经至凹面镜反射光线均照射在单色器的入射狭缝正中央即可。若有偏离则对应调整该光路光源灯的高低及左右，最后进行机械固定。2、内光路（单色光器及样品室）（1）由光源灯发出的复合光一

8、凹面反射镜一单色光器的入射狭缝正中央一小反光镜一准直镜（变为平行光提供色散）一光栅（色散后）一打至准直镜上一截止流光片（滤去杂光）出射狭缝一透镜（聚焦于样品室正中央）一照射与光电池接受靶面上一般来讲单色光的内部光路的调整要相当慎重，弄不好则会直接影响到整机的波长准确度及至测光精度。（已由单色器车间调好）三、755B仪器介绍各电路板作用（互动式）1、有几块电路板（4块）2、相关元器件作用3、相关电压的测量a、铝灯电压b、笊灯电压四、试用万用表拣出已备器件中已损坏的器件（有二极管、三极管电容器、稳压管、桥堆等）六、常用集成电路及器件介绍1、常用集成电路介绍CC4051简称八段数字式模拟无点触点开关

9、选择器作的真值表规定如下:注：A）每个状态（由计算机发出指令）一个开关导通，其余开关都不通。B）所谓1为高电平O为低电平（电平直流电压）。O用途：经常被采用为放大电路中作电路反馈分压（硬件放大）及铝灯电压的自动控制。（1） MC1413（达林顿驱动管）（7组）适用于驱动各种指示灯（步进电机、继电器等）内部有保护二极管以负载为电感时保护内部电路不被损坏。输出电压W60V输出电流W250mA例：驱动滤光片组时工作电流I=1270=0.17A=170mA驱动波长的电机工作电流I=0.4AM00MA仍可用但有点热片子不会坏。InJeP9NoOMC1413+12V681OJrPs910可I1O?r寸In

10、oFrHoOJ105I1rW3) (RS232通信块)公司内大多数仪器都有RS232接口，通过软件仪器便可与CRT连接形成反控。(1) CRT仪器接口通常要具有RS232接口(2) 接口不单单是一个3芯接插件，要通过内部一个电路块例：ZFMX232Vcc,GND是集成电路的工作电压VCC=+5VGND=OV不能搞错。2常用器件介绍(1) 继电器：有直流、交流两种，但工作原理都是电磁铁原理。继电器规格不同，工作电压也不同。继电器规格不同，具有的常开常闭触头数也不同。+12VOVQA00-(2) 步进电机1介绍：步进电机是一种特殊的直流电机，它的转速是根据计算机发来的脉冲数有关(当然要通过放大驱动

11、）关电不存在惯性位移，因此它的转速控制精度高，在现代分析仪器制造中常用于波长扫描，滤光片位置选择及光源灯反光镜切换控制等。步进电机的品种很多，从规格上讲有带变速和不带变速两种。2A（42BYGH404）单光束扫描步进电机。B（42D040181.818.4欧姆）双光束扫描步进电机C（42BYHJ25-DE7.570欧姆）滤光片组控制电机3常用步进电机接法示意图如下：（图1、2、3）要改变步进电机的转向：A）、通常改变步进电机的任意2相（对换）继续接头例图中1-3接线对换即可例图中3-4接线对换即可B）、由设计工程师从软件上改变控制脉冲电压的相位也可注意：改变步进电机的转向不能同时改变两相，否则等于不变。