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UV光譜儀...(紫外光可見光分光光譜儀)的原理及構造

分光光度計及原子吸光光譜儀之化學分析,皆是利用紫外/ 可見光譜學特性 (詳見紫外/ 可見光譜學之基本概念) ,兩種儀器在電路系統上非常相似,所差別僅在於發射部份之光源體,以及吸收光譜的待測物體處在不同之狀態。 壹、分光光度計 (簡稱UV) 壹般而言,分光光度計多用於分析水中之非金屬分子或離子化合物,早期僅利用到可見光譜,在於補足肉眼比色之精度不足問題,後來才發展到利用紫外光譜區,近年分析理論愈加完備,更延伸到生化領域,針對化合物中某些特殊吸光之官能基,而分析壹些外觀不具明顯顏色之目標物。 分光光度計之原理,乃是利用可見光及紫外光之燈管 (Lamp) 做為光源,通過濾光鏡調整色調後,經聚焦後通過單色光分光棱鏡,再經過狹縫選擇波長,使成單壹且特定波長之光線,而後射入樣品管中之水樣中,最後射入光電管中將光能轉換為電器訊號,借由樣本及空白水樣間所吸收之光能量差,與標準液之能量吸收值相比較,便可律定樣本中之待測物濃度。典型之分光光度計設計概圖如下: 典型之分光光度計設計概圖 本實驗室目前有多種不同廠牌之分光光度計,其中以澳洲GBC 公司所生產之 911型紫外/可見光分光光度計,為目前本科功能最齊全之分光光度計,該儀器為紫外/可見光之全頻譜掃描型機種,工作範圍可由190nm~1000nm,且具有交談式微電腦程式全自動控制,及多種不同之操作模式,其光路系統示意圖如下: GBC 911 UV之光路系統示意圖 本實驗室另有美國 HACH 公司所生產之 DR2000 型可攜帶式分光光度計,因其體積小、重量輕、可使用直流電源、以及配合內建檢量線之快速分析藥包,因此非常適於野外操作,且其訊號以數位式顯示,非常易讀及易於操作,但其缺點便是體積小,光源穩定性較差,準確性不如前述儀器,其光學系統示意圖如下: HACH DR2000之光學系統示意圖 二、原子吸光光譜儀 (簡稱AA) 原子吸光光譜儀在實驗室中用來分析水中之陽離子,除傳統之火焰燃燒加熱法之外,近年亦有利用石墨電弧放電瞬間產生之高溫,來分析微量陽離子,亦有利用冷蒸氣無焰之分析方法。 如前所述,AA與UV之差別僅在光源及待測樣本之形態,AA所用之光源,因為要求較高之能量及固定之波長,因而不能使用UV之全頻譜可見光或紫外光燈管,而需使用特殊之中空陰極管 (Hollow Cathode Lamp

簡稱 HCL管或燈管),該燈管之原理乃是利用不同元素在激態時會放射出特定之可見/ 紫外光譜線,而此譜線正是提供該元素達成激態所需之最佳能量,因此利用不同元素制成陰極,可提供分析該元素所需之光源,由此可知各元素皆擁有各別之燈管,燈管之工作原理如圖所示。 AA燈管構造原理圖 當燈管通電發射出光譜後,經聚焦後射向樣本,與UV不同之處,金屬陽離子由基態到激態所需之能量較大,除特定之光譜能量之外,需另外加熱以提供達到激態所需之活化能 (或是以化學催化劑達成,如冷蒸氣無焰法分析時之用) ,因此送入AA之樣品,利用助燃氣 (空氣或笑氣) 使其霧化,再與燃料 (乙炔,Acetylene)混合後點火燃燒,將燈管所發出之光譜射向火焰,使離子在火焰中達到激發狀態,穿過火焰之光束經過單色光分光棱鏡後,再以狹縫選擇特定之波長送入光電管中轉換成電子訊號,比對樣本與空白水樣間之光能量吸收差異,便可測得水中樣本之離子濃度,典型之AA系統如下圖: 典型原子吸光光譜儀設計概念圖 study.tnit.edu/teacher/shyu/water_ *** y/ecchar5 圖在以上的網頁資料供參考 UV光譜儀...(紫外光可見光分光光譜儀)的原理及構造

參考: 天之心

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the effective slits seperation change

so the intensity of different wavelenght can seperated out at measure. CCD / photodiode. They operate in similar principle

if a photon (light) shines on it

it will generate a voltage out. The more photons

the higher the voltage output. But CCD can gives a intensity distribution directly but photodiode deso not. But we can still use the photodiode the have the intensity distribution by use with stpper motor.

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