紫外-可见-近红外光谱分析系统

LED光色电性能测量实验报告学院：班级：姓名：学号：指导老师：2012年11月一、实验目的1.掌握光谱计的测量原理；2.掌握标准灯的光通和光谱定标；3.掌握LED光色电性能测量；4.确定LED光谱模型的参数。

二、实验仪器根据光度色度学理论，只要测得被测体的光谱功率分布（即在每一光谱下测其能量值）后，根据CIE有关出版物，就不难计算出被测光源的颜色参数等。

图2是PMS-50/80紫外-可见-近红外光谱分析系统的原理框图。

如图2所示，荧光粉被激发出的荧光或置于积分球内光源发出的光线，经光纤，被汇聚在单色仪的入射狭缝上，经单色仪分光后的单色光由单色仪出射狭缝射出，并由光电倍增管(PMT)转换成电信号，经电路放大处理，A/D转换，将数字信号送入计算机。

另外，计算机发出的波长控制信号，驱动光栅扫描，实现从200nm~800nm或380nm~800nm或4000~1100nm的光谱测量。

本仪器实现一般光谱辐射计的光谱辐射和颜色参数的测量以外，其更优异的特性在于它有机结合了积分法光度测试和分光法光度测试的优点，实现了宽动态范围的光度线性，同时消除了由于标准光源与被测光源强弱差异而引起的误差和异谱误差，此项技术已获中国专利。

三、实验原理1.采样技术PMS-50 PLUS包括基本型和SSA型两种规格，其主要区别在于所采用的扫描采样技术不同，基本型的仪器采用的是Static（静态采样技术）：利用步进电机能提供精确定位的原理，通过电机将光栅转动到相应波长位置后停止，然后进行采样，将波段范围内每一个波长位置下的光谱能量记录下来再进行计算，此方法的优点在于精确定位，测量稳定，精密很高，缺点是测量速度比较慢。

而SSA 规格的仪器采用的是远方专有的Sync-Skan（扫采同步技术）：采用高速电机扫描和高速A/D采样同步技术，通过CPU的固定间隔的脉冲信号同时控制电机和A/D，通过电机步进推动光栅转动，从而获得每一个波长位置下的光谱能量数据后再进行计算的方法。

一.光的基本常识无线电披是电磁波光、X射线、Y射线也都是电磁波它们的区别仅在于频率或被民有很大差别。

光波的频率比无线电波的频率要高很多光波的波长比无线电波的波长短很多而X射线和y tr线的频率则更高波长则更短.为了对各种电磁波有个全面的了解人们按照被民或频率的顺序把这些电磁波排列起来这就是电磁波谱。

下面是电磁波i曾: 交流电: 波民可达数千公里如果需要还可以制造出波长更长的。

总之理论上无上限〉由于辐射强度随频率的减小而急剧下降因此波民为几百千米005米〉的低频电磁波强度很弱通常不为人们注意. 无钱电披z 长波波长在几公里至儿十公里-100KHz 中波〈被约在3公里至约50米100KHz-6阳z 短波〈被长约在50米至约10米: 6附Iz-30MHz 徽波波长范围约10米至l毫米??30MHz-30GHz 无线电广播和通信使用中波和短波.电视、雷达、孚机使用微波。

红外线: 30GHz40THz 波长约O. 75微米至1毫米。

l毫米1000微米?? 6微米以上卫称远红外 1. 5微米以下卫称近红外. 近年来一方面由于超短波无线电技术的发展无线电波的范围不断朝波长更短的方向发展另一方面由于红外技术的发展红外线的范围不断朝被长更长的方向扩展目日前超短波和红外线的分界已不存在其范围有一定的王叠可见光: 40THz-80THz 波长约800至400纳米通常是780至380纠米人眼可见的光。

l微米1000 纳米。

可见光又细致划分为- 红750-630纳米:橙630-600纳米黄600-570纳米:绿570-490纳米青490-460 纳米蓝460-430纳米:紫430-380纳米紫外线: 80THz--3200THz 可见紫色光以外的一段电磁辐射波长约在10至400纳米施固.又可细致划分为: 真空紫外10--200纳米:短波紫外线200-290纳米中波紫外29←-320纳米伏波紫外320-400纳米. 这些被产生的原因和光波类似常常在放电时发出.由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当因此紫外光的化学效应最强X射线: 披长约在0.01埃至10纳米. l纳米10埃?? 伦琴射线ex射线〉是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的随着X射线技术的发展它的被民范围也不断朝着两个方向扩展。

紫外可见近红外光谱仪结构紫外可见近红外光谱仪（UV-Vis-NIR光谱仪）是一种广泛应用于光学分析领域的仪器，用于测量材料在紫外（UV）、可见（Vis）、近红外（NIR）区域的光谱特性。

下面是UV-Vis-NIR光谱仪的一般结构和组成部分：1.光源：光谱仪通常配备了一个光源，用于产生光束以照射样品。

光源一般采用氘灯或钨灯，来提供紫外和可见光谱范围的光线，同时一些仪器也配备了近红外光源。

2.光学系统：光谱仪的光学系统包括多个光学元件，如反射镜、光栅、滤光片等。

这些元件用于分散和选择不同波长的光，使其通过样品和到达检测器。

光栅是一种常见的光分散元件，用于将光按波长进行分光处理。

3.样品室：样品室是放置样品的装置，以接收光线进行测量。

样品室通常是一个透明的容器，内部装有样品架或样品池。

在紫外可见光谱仪中，样品室通常是光密封的，以防止外界光线的干扰。

4.检测器：用于测量样品室中经过的光线的强度的检测器位于样品室的另一侧。

常用的检测器包括光电二极管（Photodiode）和光电倍增管（Photomultiplier Tube），它们能够将光信号转化为电信号。

近红外光谱仪通常配备更敏感的探测器，如InGaAs探测器。

5.信号处理和数据分析部分：光谱仪配备了相应的电路和软件，用于信号放大、滤波、数据记录和分析。

它可以对接收到的光信号进行处理和展示，在计算机上生成光谱图像，并提供相关的分析结果。

这些部分组合在一起，构成了UV-Vis-NIR光谱仪的基本结构，它们协同工作，使光谱仪能够测量不同波长范围内的光谱特性，应用于物质分析、化学研究和材料科学等领域。

UV-Vis-NIR（紫外-可见-近红外）光谱仪是一种用于测量物质吸收和反射光谱的仪器。

它基于物质对不同波长的光的吸收和反射特性，通过测量样品在紫外、可见和近红外光谱范围内的吸收和反射光强来分析样品的化学成分和结构。

UV-Vis-NIR光谱仪的工作原理基于比尔-朗伯定律，该定律描述了光通过物质时的吸收行为。

根据该定律，物质吸收的强度与物质的浓度成正比，与光程长度成正比，与物质的摩尔吸光系数成正比。

因此，通过测量样品吸收的光强，可以推断出样品中物质的浓度。

UV-Vis-NIR光谱仪通过将样品暴露在一束连续的光源下，然后测量样品吸收或反射的光强来工作。

光源通常是一束白光，它包含了紫外、可见和近红外光谱范围内的各种波长。

样品与光源相互作用后，光通过样品并进入光谱仪的检测器。

检测器测量样品吸收或反射的光强，并将其转换为电信号。

UV-Vis-NIR光谱仪通常使用光栅或干涉仪作为波长选择器。

光栅通过将光分散成不同波长的光束，然后选择特定波长的光束进入检测器。

干涉仪则通过干涉光束的方式选择特定波长的光束。

选择器将特定波长的光束传递给检测器，其他波长的光束被滤除。

最后，通过分析样品在不同波长下的吸收或反射光强，可以绘制出UV-Vis-NIR光谱图。

这些光谱图可以用于确定样品的化学成分、浓度、结构等信息。

紫外可见分光光度计原理紫外可见分光光度计是一种用于分析物质吸收光谱的分析仪器，其原理是根据物质分子的能级结构和分子间的能量转移而产生吸收光谱。

紫外可见分光光度计可测量的范围包括紫外、可见和近红外三个区域的波长，因此广泛应用于许多实验室的研究和分析工作中。

紫外可见分光光度计的原理是基于比尔定律和伯氏定律的。

它可以通过检测样品吸收或反射到光束的光强，来测量样品的浓度或其他物理化学参数。

其中，比尔定律描述了光通过样品时强度与样品的浓度之间的关系，而伯氏定律则描述了光强度与样品厚度、样品折射率和光的波长等因素之间的关系。

在紫外可见分光光度计中，光源通常是一种带有多个波长的白光源或者是一个单一的波长的激光器，然后通过一个光栅，将不同波长的光分离出来形成光谱。

在分光器中，被测样品和一个空气、水或其他透明物质之间留下的路程中，需要有一个探测器。

光强度检测器能够测量样品吸收光的强度，并计算出光通过样品时的能量。

在实验中，比较常用的是吸收光谱测量法。

此时，样品会吸收一部分光，其余的光则会被检测器检测到。

与空白溶液相比较，测得的光强差值就是样品的吸光度。

如果知道了样品的吸收系数，则可以使用比尔定律计算出样品的浓度。

还有一种利用紫外可见分光光度计的方式是用其来测量溶液的酸碱度。

这种测试方式被称为酸碱度滴定测试。

例如，初始的溶液中可能有一个弱酸（例如乙酸）和其相应的盐（例如乙酸钠），其酸化度可以通过向溶液中滴加一定量的一种强碱（例如氢氧化钠）来确定。

随着滴加的强碱量逐渐增加，酸碱度的值会发生变化，此时紫外可见分光光度计就可以测量出溶液的吸收光谱，从而计算出酸碱度的值。

总之，紫外可见分光光度计原理是基于分子之间的能级结构和分子内的能量转移来实现的，可以用于分析物质吸收光谱，测量物质浓度，以及酸碱度滴定测试。

这种分析仪器具有高精度、易操作的优点，在化学和生物科学中有着广泛的应用。

氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定开课实验室：环境资源楼312【实验目的】1、 掌握紫外分光光度法的分析原理与基本操作，熟悉紫外分光光度计的结构及特点，掌握其使用方法；2、 学习紫外–可见吸收光谱的绘制及定量测定方法；3、了解氨基酸类物质的紫外吸收光谱的特点。

【基本原理】• 原理概述：紫外光谱等物质的吸收光谱可以反映物质在不同的光谱区域内吸收能力的分布情况，不同的物质因分子结构不同，吸收光谱也不同，可以从波形、波峰的强度、位置及其数目反映出来，因此，吸收光谱带有分子结构与组成的信息。

• 紫外分光光度法：类型：吸收光谱法；原理：电子的跃迁：电子由于受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到另一个能级的现象。

这是因为分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。

当这些电 子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。

作图原理：物质对不同波长的光线具有不同的吸收能力，如果改变通过某一吸收物质的入射光的波长，并纪 录该物质在每一波长处的吸光度A ,然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这样得到 的谱图为该物质的吸收光谱或吸收曲线；定量关系：当一定波长的光通过某物质的溶液时，入射光强度I 0与透过光强度I t 之比的对数与该物质的浓度 c 及厚度b 成正比。

其数学表达式，即Lambert-Beer 定律，为：0log log t I A T kbc I ==−=这是是分光光度法定量分析的基础，T 为透光率（比）。

仪器构造：图1 紫外分光光度计仪器简图• 氨基酸：定义：含有氨基和羧基的有机物，是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位；光学性质：对光有吸收作用。

20种氨基酸在可见光区域均无光吸收，在远紫外区（<220 nm ）均有光吸收，在（近）紫外区（220 nm—300 nm ）只有三种氨基酸有光吸收能力（苯丙氨酸（Phe ）、酪氨酸（Tyr ）、色氨酸（Try ）），因为它们的结构均含有含有苯环共轭双键系统。

聚硅氮烷紫外可见近红外光谱1.引言1.1 概述硅氮烷是一类由硅和氮原子组成的化合物，具有特殊的化学结构和独特的物理性质。

在最近几十年的研究中，硅氮烷材料已经得到广泛关注，并在许多领域中发挥着重要作用，特别是在光谱分析领域。

光谱分析是一种重要的实验技术，可以通过研究物质与光的相互作用来获取有关物质的结构和性质的信息。

紫外可见近红外光谱是光谱分析中的一种重要方法，能够提供从紫外到可见光再到近红外范围的光谱信息。

本文旨在探讨聚硅氮烷在紫外可见近红外光谱分析中的应用。

首先，我们将介绍硅氮烷的特性，包括其化学结构、物理性质和制备方法。

然后，我们将介绍紫外可见近红外光谱的原理和技术，并讨论硅氮烷在光谱分析中的优势和局限性。

此外，我们还将探讨聚硅氮烷在光谱分析中的应用案例，并展望其在未来的发展前景和挑战。

通过深入研究硅氮烷材料的光学性质和光谱分析技术，我们可以更好地理解和利用这一类特殊材料在光谱分析领域的潜力。

总之，本文将全面介绍聚硅氮烷紫外可见近红外光谱分析的相关内容，旨在为学术界和工业界的研究人员提供有关硅氮烷材料及其应用的重要参考资料。

1.2 文章结构文章结构：本文按照以下结构进行阐述。

首先，在引言部分概述了聚硅氮烷紫外可见近红外光谱的背景和意义，并介绍了文章的结构。

接下来，在正文部分，首先介绍了硅氮烷的特性，包括其化学结构、物理性质和应用领域等内容。

然后，详细阐述了紫外可见近红外光谱的原理，包括光谱测量的基本原理、分析仪器的工作原理以及光谱数据处理和解析方法等方面的内容。

最后，在结论部分，探讨了聚硅氮烷在光谱分析中的应用，包括其在质谱、红外光谱和拉曼光谱等方面的应用概况。

同时，还对聚硅氮烷光谱分析的发展前景和面临的挑战进行了讨论。

通过本文的阐述，读者可以全面了解聚硅氮烷紫外可见近红外光谱的相关知识，为进一步研究和应用提供指导和参考。

1.3 目的本文的目的是探讨聚硅氮烷在紫外可见近红外光谱分析领域的应用和潜力。

紫外可见近红外吸收光谱仪原理
紫外可见近红外吸收光谱仪是一种常用的分析仪器，广泛应用于化学、生物、环境、医药等领域。

该仪器的原理是基于样品对不同波长的光的吸收程度不同而设计的。

紫外可见光谱仪主要用于分析分子中的π电子结构，通常使用波长范围为200-800nm的光源，即紫外和可见光区域。

样品通过吸收光的能量来激发电子，从而使电子跃迁到高能级，同时产生光谱吸收峰。

这些峰的位置和强度可以用来确定样品的结构和浓度。

近红外光谱仪主要用于分析分子中的化学键振动，使用波长范围为800-2500nm的光源，在近红外区域。

样品分子中的化学键振动会吸收光的能量并导致光谱的吸收峰。

这些峰的位置和强度可以用来确定样品的结构和浓度。

紫外可见近红外吸收光谱仪可以为化学、生物、环境、医药等领域提供有力的分析手段，帮助科学家们深入探索物质的本质和特性。

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紫外可见近红外在化工领域的应用一、紫外可见近红外的基本原理紫外可见近红外是指波长范围在200至1100纳米之间的光谱范围，它包括紫外光、可见光和近红外光。

这一光谱范围对于化工领域具有重要意义，因为它能够提供许多化学物质的光学信息。

二、紫外可见近红外在催化剂研究中的应用1.催化剂的活性测试紫外可见近红外光谱技术可以用于催化剂的活性测试。

通过测量催化剂在紫外可见近红外光谱范围内的吸收、散射或发射光谱，可以评估催化剂的活性和稳定性。

2.催化剂的表征和监测紫外可见近红外光谱技术还可以用于催化剂的表征和监测。

通过测量催化剂在紫外可见近红外光谱范围内的光谱特征，可以了解催化剂的结构、组分和表面性质，从而为催化剂的设计和优化提供重要信息。

三、紫外可见近红外在化学反应动力学研究中的应用1.反应物和产物的监测紫外可见近红外光谱技术可以用于监测化学反应过程中的反应物和产物。

通过测量反应物和产物在紫外可见近红外光谱范围内的光谱特征，可以实时跟踪反应物的消耗和产物的生成。

2.反应动力学参数的测定紫外可见近红外光谱技术还可以用于测定化学反应的动力学参数。

通过分析反应物和产物在紫外可见近红外光谱范围内的吸收光谱，可以得到反应速率常数、反应活化能等重要参数，从而深入了解化学反应的动力学过程。

四、紫外可见近红外在化学传感器研究中的应用1.化学物质的检测和分析紫外可见近红外光谱技术可以用于化学物质的检测和分析。

通过测量化学物质在紫外可见近红外光谱范围内的吸收、散射或发射光谱，可以实现对化学物质的快速、准确的检测和分析。

2.环境监测和食品安全紫外可见近红外光谱技术还可以用于环境监测和食品安全领域。

通过开发基于紫外可见近红外光谱技术的化学传感器，可以实现对环境污染物和食品添加剂的快速、实时监测，为环境保护和食品安全提供重要支持。

五、紫外可见近红外在药物分析和质量控制中的应用1.药物成分的检测和分析紫外可见近红外光谱技术可以用于药物成分的检测和分析。

紫外、可见、近红外分光光度计检定装置操作程序
1、使用前按要求检查仪器外观和安全性能。

2、根据选择的检定波长设定仪器的波长扫描范围、常用光谱带宽、慢速扫描、小于仪器波长重复性指标的采样间隔。

使用溶液或滤光片标准物质时，采用透射比或吸光度测量方式，根据设定的扫描参数用空气作空白进行仪器的基线校正，用挡光板进行暗电流校正，然后将标准物质垂直置于样品光路中，设置合适的记录范围，连续扫描3次，分别测量透射比谷值或吸光度峰值波长λ，按公式计算波长示值误差和重复性。

3、根据仪器的工作波段范围选取B段500nm，500nm为漂移的测量波长。

（非扫描仪器记录2min内的最大值与最小值），即为仪器透射比0％噪声。

波长切换时，允许见光稳定5min。

4、用透射比标称值为10％，20％，30％的紫外可见光区透射比标准物质，分别在235，257，313，350nm处，以空气为参比，测量透射比三次。

用透射比标称
值为10％，20％，30％的紫外可见光区，分别在440，546，635nm处，以空气为参比，测量透射比三次。

用公式计算透射比示值误差和重复性。

5、B段棱镜式仪器，用截止滤光片，在波长420nm处，以空气为参比，测量其透射比值。

6、仪器所附的同一光径吸收池中，装蒸馏水于220 nm（石英吸收池）、440nm （玻璃吸收池）处，将一个吸收池的透射比调至100％，测量其他各池的透射比值，其差值即为吸收池的配套性。