光度知识通述
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(一)基础知识分类号:W6-0一、填空题1.分光光度法测定样品的基本原理是利用朗伯—比尔定律,根据不同浓度样品溶液对光信号具有不同的,对待测组分进行定量测定。
答案:吸光度(或吸光性,或吸收)2.应用分光光度法测定样品时,校正波长是为了检验波长刻度与实际波长的,并通过适当方法进行修正,以消除因波长刻度的误差引起的光度测定误差。
答案:符合程度3.分光光度法测定样品时,比色皿表面不清洁是造成测量误差的常见原因之一,每当测定有色溶液后,一定要充分洗涤。
可用涮洗,或用浸泡。
注意浸泡时间不宜过长,以防比色皿脱胶损坏。
答案:相应的溶剂(1+3)HNO3二、判断题1.分光光度计可根据使用的波长范围、光路的构造、单色器的结构、扫描的机构分为不同类型的光度计。
( )答案:正确2.应用分光光度法进行试样测定时,由于不同浓度下的测定误差不同,因此选择最适宜的测定浓度可减少测定误差。
一般来说,透光度在20%~65%或吸光值在0.2~0.7之间时,测定误差相对较小。
( ) 答案:正确3.分光光度法主要应用于测定样品中的常量组分含量。
( )答案:错误正确答案为:分光光度法主要应用于测定样品中的微量组分。
4.应用分光光度法进行样品测定时,同一组比色皿之间的差值应小于测定误差。
( ) 答案:错误正确答案为:测定同一溶液时,同组比色皿之间吸光度相差应小于0.005,否则需进行校正。
5.应用分光光度法进行样品测定时,摩尔吸光系数随比色皿厚度的变化而变化。
( ) 答案:错误正确答案为:摩尔吸光系数与比色皿厚度无关。
三、选择题1.利用分光光度法测定样品时,下列因素中不是产生偏离朗伯—比尔定律的主要原因。
( ) A.所用试剂的纯度不够的影响B.非吸收光的影响C.非单色光的影响D.被测组分发生解离、缔合等化学因素答案:A2.分光光度计波长准确度是指单色光最大强度的波长值与波长指示值。
( ) A.之和B.之差C.乘积答案:B3.分光光度计吸光度的准确性是反映仪器性能的重要指标,一般常用标准溶液进行吸光度校正。
第二节分光光度法(一)基础知识分类号:P2-O一、填空题1.分光光度法测定样品的基本原理是利用朗伯—比尔定律,根据不同浓度样品溶液对光信号具有不同的,对待测组分进行定量测定。
答案:吸光度(或吸光性,或吸收)2.应用分光光度法测定样品时,校正波长是为了检验波长刻度与实际波长的,并通过适当方法进行修正,以消除因波长刻度的误差引起的光度测定误差。
答案:符合程度3.分光光度法测定样品时,比色皿表面不清洁是造成测量误差的常见原因之一,每当测定有色溶液后,一定要充分洗涤。
可用涮洗,或用浸泡。
注意浸泡时间不宜过长,以防比色皿脱胶损坏。
答案:相应的溶剂(1+3)HNO3二、判断题1.分光光度计可根据使用的波长范围、光路的构造、单色器的结构、扫描的机构分为不同类型的光度计。
( )答案:正确2.应用分光光度法进行试样测定时,由于不同浓度下的测定误差不同,因此选择最适宜的测定浓度可减少测定误差。
一般来说,透光度在20%~65%或吸光值在0.2~0.7之间时,测定误差相对较小。
( )答案:正确3.分光光度法主要应用于测定样品中的常量组分含量。
( )答案:错误正确答案为:分光光度法主要应用于测定样品中的微量组分。
4.应用分光光度法进行样品测定时,同一组比色皿之间的差值应小于测定误差。
( ) 答案:错误正确答案为:测定同一溶液时,同组比色皿之间吸光度相差应小于0.005,否则需进行校正。
5.应用分光光度法进行样品测定时,摩尔吸光系数随比色皿厚度的变化而变化。
( ) 答案:错误正确答案为:摩尔吸光系数与比色皿厚度无关。
三、选择题1.利用分光光度法测定样品时,下列因素中不是产生偏离朗伯—比尔定律的主要原因。
( )A.所用试剂的纯度不够的影响B.非吸收光的影响C.非单色光的影响D.被测组分发生解离、缔合等化学因素答案:A2.分光光度计波长准确度是指单色光最大强度的波长值与波长指示值。
( )A.之和B.之差C.乘积答案:B3.分光光度计吸光度的准确性是反映仪器性能的重要指标,一般常用标准溶液进行吸光度校正。
分光光度计注意事项有哪些
一、样品处理。
样品应该进行充分的处理,确保样品的均一性和纯度。
对于溶液样品,应该通过稀释或水解等方法进行前处理,保证光学测量结果的准确性。
二、纯净水的使用。
三、避免光源干扰。
光源的干扰会影响分光光度计的精确度,因此需要注意避免干扰。
在
测量之前,需要检查灯泡、发光二极管等光源的工作状态和亮度,确保它
们正常工作。
此外,应该避免测量对象对光源造成的干扰,例如,测量样
品应该在折射率匹配的背景下进行。
四、避免光路污染。
分光光度计的光路十分精密,因此需要注意避免光路污染。
在使用前,需要仔细检查光学元件和光路,如果发现污染或损坏,需要进行清洁和更换。
此外,分光光度计需要放置在干燥、清洁的环境中,以避免灰尘和湿
气对光学元件和光路的污染。
五、测量原理的理解。
综上所述,使用分光光度计需要进行充分的样品处理和仔细的光学元
件维护,同时需要避免光源和光路的干扰,理解测量原理,以保证光学分
析的准确性。
简述原子吸收分光光度计与紫外可见分光光度计的相同之处和不同之处一、引言原子吸收分光光度计和紫外可见分光光度计是化学分析中常用的仪器,它们可以帮助我们测定样品中某些物质的浓度。
本文将从原理、结构、应用等方面对这两种仪器进行比较,以便更好地了解它们的相同之处和不同之处。
二、原理1. 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计是利用原子对特定波长的电磁辐射的吸收来测定样品中某些元素的含量。
当特定波长的电磁辐射通过样品时,样品中相应元素的原子会吸收这些波长,产生一个特征性质量谱线。
通过测量这些谱线的强度,可以确定样品中该元素的含量。
2. 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计是利用物质对紫外或可见区域内电磁辐射的吸收来测定其浓度。
当物质受到特定波长范围内电磁辐射时,会发生能级跃迁并吸收能量。
通过检测吸收光的强度,可以确定物质的浓度。
三、结构1. 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计主要由光源、单色器、样品池、检测器和信号处理器等组件组成。
其中,光源可以是中空阴极灯或者是电极放电灯,单色器用于选择特定波长的电磁辐射,样品池用于容纳待测样品,检测器用于测量被吸收的辐射强度,信号处理器用于处理检测到的信号。
2. 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计主要由光源、单色器、样品池、检测器和信号处理器等组件组成。
其中,光源可以是氘灯或者钨灯,单色器用于选择特定波长的电磁辐射,样品池用于容纳待测样品,检测器用于测量被吸收的辐射强度,信号处理器用于处理检测到的信号。
四、应用1. 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计广泛应用于环境监测、食品安全、药物分析等领域。
例如,可以用于测定水中的铅、汞、镉等重金属元素的含量。
2. 紫外可见分光光度计紫外可见分光光度计广泛应用于生物化学、制药工业等领域。
例如,可以用于测定DNA、蛋白质等生物大分子的含量。
五、相同之处1. 原理相同原子吸收分光光度计和紫外可见分光光度计都是利用物质对电磁辐射的吸收来测定样品中某些物质的含量或浓度。
光度学朗伯课程思政全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:光度学是一个研究光线传播和光的性质的学科,它涉及到光的各种特性及其在不同环境下的行为。
光度学研究的范畴很广,包括光的波动性、光的传播方向、光的强度、光的色彩等等。
在实际应用中,光度学在许多领域都起着至关重要的作用,比如光学制造、激光技术、太阳能利用等等。
在光度学的课程中,朗伯定律是一个非常重要的概念,它描述了光线在不同表面上的反射和漫射现象。
朗伯定律是由法国数学家和物理学家朗伯在19世纪提出的,它描述了光线撞击一个表面后,会按照一定的规律反射和漫射。
根据朗伯定律,当光线撞击一个表面时,一部分光线会被表面反射出去,而另一部分光线会在表面上漫射。
朗伯定律指出,漫射光线的强度与表面的角度、光源的亮度和波长等因素有关。
这个定律在光学制造和光学设计中有着广泛的应用,比如在激光技术中用于减小光线的损失,提高光线的利用率。
除了朗伯定律,光度学课程还会涉及到很多其他重要的理论和概念,比如光的波动性、光的反射和折射规律、光的色散现象等等。
这些概念都是光度学研究的基础,通过学习这些理论和概念,我们可以更好地理解光的性质,为光学技术的发展和应用打下坚实的基础。
光度学课程也可以通过研究光的色彩和视觉现象,引导学生认识到不同文化背景下的审美观念和传统文化,培养学生的跨文化沟通能力和包容精神。
通过光度学课程的学习,学生可以更好地了解和尊重不同文化之间的差异,促进人类文明的多样性和共同进步。
光度学是一个重要的科学学科,它在现代社会中扮演着至关重要的角色。
通过学习光度学课程,我们不仅可以掌握光的性质和行为规律,更重要的是培养我们的创新精神、综合素质和社会责任感。
光度学课程融合了思政教育的理念,将科学知识与时事热点相结合,引导学生树立正确的人生观和价值观,为未来的科学研究和社会发展做出贡献。
希望更多的学生能够重视光度学课程的学习,探索光的奥秘,拓展科学的边界,为人类的未来创造更好的光明。
吸光度0.25全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:吸光度是光学测量中重要的参数之一,用于描述物质对光线的吸收程度。
吸光度值越大,表示物质对光的吸收能力越强;而吸光度值越小,则表示物质对光的吸收能力越弱。
在实际的实验和测量中,有时我们需要通过吸光度来判断物质的浓度或者纯度,从而对其进行定量分析和质量控制。
在光谱分析中,常用的单位是光密度,它是一个无量纲数值,表示材料对光线的吸收量。
吸光度的值一般在0到1之间,通常情况下,我们希望样品的吸光度越小越好,因为这意味着样品对光线的反射能力越强,光线透过样品时损失越小。
在光学显微镜、光谱仪、分光光度计等仪器中,常用吸光度来测量样品的光学性质,例如在光谱分析中,吸光度值可以通过光谱仪来测量,通过吸光度与浓度的关系,我们可以推断样品的浓度。
当吸光度为0.25的时候,代表着物质对光的吸收程度为中等水平。
这种吸光度的值在实际应用中有着广泛的应用,例如在光学镜片、光学滤波器等光学元件的生产过程中,控制材料的吸光度可以使得光传输效果更好,提高光学元件的质量。
在生物医学研究中,很多生物分子和化合物都具有特定的吸光度,通过测量样品的吸光度值,我们可以分析其结构和性质,实现对生物分子的定量检测和分析。
除了用于实验室和产业应用外,吸光度还广泛应用于环境监测和生态研究中。
例如在大气环境监测中,测量大气中不同物质的吸光度可以帮助我们了解气溶胶、颗粒物等对光的吸收特性,从而推测空气质量、气候变化等。
在海洋科学中,水体的吸光度也是一个重要的参数,可以反映水体中的溶解有机物含量、叶绿素浓度等,对海洋环境的评估和研究具有重要意义。
吸光度作为光学性质的一项重要参数,对于科学研究、生产制造和环境监测都具有重要意义。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求和实验目的选择适当的测量方法和仪器,确保吸光度值的准确性和可靠性。
希望未来能够通过吸光度的研究和应用,推动光学技术的发展,促进科学技术的进步。
光度学与光相关的常用量有4个:发光强度、光通量、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的,但为不同的,不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度(I、Intensity),单位坎德拉,即cd。
定义:光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度),
解释:发光强度是针对点光源而言的,或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说,发光强度就是描述了光源到底有多“亮”,因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大,光源看起来就越亮,同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮,因此,早些时候描述手电都用这个参数。
现在LED也用这个单位来描述,比如某LED是15000的,单位是mcd,1000mcd=1cd,因此15000mcd就是15cd。
之所以LED用毫cd(mcd)而不直接用cd来表示,是因为以前最早LED比较暗,比如1984年标准5mm的LED其发光强度才0.005cd,因此才用mcd表示,现在LED都很厉害了,但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是,如果管芯完全一样的两个LED,会聚程度好的发光强度就高。
因此,购买LED的时候不要一味追求高I值,还要看照射角度。
很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到,而是把镜头加长照射角度变窄来实现的,这尽管对LED手电有用,但可观察角度也受限。
另外,同样的管芯LED,直径5mm的I值就比3mm的大一倍多,但只有直径10mm的1/4,因为透镜越大会聚特性就越好。
之所以用发光强度来表示手电或LED,是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。
特别的说,距离1m的lx就是cd值。
但是,很多场合下我们需要照射面积大一些,所以只用发光强度这一特性还不能全面反应手电的能力。
比如,同样的筒身,换个大头(大反光杯)则I值马上增大许多。
因此,很多情况下我们用光通量(单位流明,见下)来表示手电了。
以上我们说“亮”和“亮度”时带了引号,是因为这是我们常规说的亮度,并非光度学严格意义上的亮度,这一单位后面会展开。
常见光源发光强度(cd):
太阳,2.8E27
高亮手电,10000
5mm超高亮LED,15
图:LED的发光强度的测量,测量值不能转换成光通量lm。
2、光通量(F,Flux),单位流明,即lm。
定义:光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量
解释:同样,这个量是对光源而言,是描述光源发光总量的大小的,与光功率等价。
光源的光通量越大,则发出的光线越多
对于各向同性的光(即光源的光线向四面八方以相同的密度发射),则 F = 4πI。
也就是说,若光源的I为1cd,则总光通量为4π=12.56 lm。
与力学的单位比较,光通量相当于压力,而发光强度相当于压强。
要想被照射点看起来更亮,我们不仅要提高光通量,而且要增大会聚的手段,实际上就是减少面积,这样才能得到更大的强度。
至于电光源的发光效率,是另外一个相关的话题,是说1W的电功率到底能转化成多少光通量。
如果全部转换成555nm的光,那就是每瓦683流明。
但如果有一半转换成555nm的光,另一半变成热量损失了,那效率就是每瓦341.5流明。
白炽灯能达到1W=20 lm就很不错了,其余的都成为热量或红外线了。
测量一个不规则发光体的光通量,要用到积分球,比较专业而复杂。
常见发光的大致效率(流明/瓦)
白炽灯,15
白色LED,20
日光灯,50
太阳,94
钠灯,120
图:用积分球测量LED的光通量
图:典型白色LED发光光谱
3、光照度(E,Illuminance),单位勒克斯即lx(以前叫lux)。
定义:1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度
解释:光照度是对被照地点而言的,但又与被照射物体无关。
一个流明的光,均匀射到1m2的物体上,照度就是1 lx。
照度的测量,用照度表,或者叫勒克斯表、lux表。
事实上,照度是最容易测量的了(相对其它三个量),照度表很便宜就可以买到(几百元)。
为了保护眼睛便于生活和工作,在不同场所下到底要多大的照度都有规定,例如机房不得低于200 lx。
阳光下的照度是自然界里面很大的也很常见的了,为11万lx左右(自己实测)。
我刚才测量了一下,房间是3.8mx6.5m,有12个20W的日光灯管,桌面照度为400勒克司。
常见照度(勒克司):
阳光直射(正午)下,110,000
阴天室外,1000
商场内,500
阴天有窗室内,100
普通房间灯光下,100
满月照射下,0.2
4、亮度(L,Luminance),单位尼特,即nt。
定义:单位光源面积在法线方向上,单位立体角内所发出的光流
解释:这个是最容易被误解的概念了。
亮度是针对光源而言,而且不是对点光源,是对面光源而言的。
无论是主动发光的还是被动(反射)发光的。
亮度是一块比较小的面积看起来到底有多“亮”的意思。
这个多“亮”,与取多少面积无关,但为了均匀,我们把面积取得比较小,因此才会出现“这一点的亮度”这样的说法。
事实上,点光源是没有亮度概念的。
另外,发光面的亮度与距离无关,但与观察者的方向有关。
说一个手电很“亮”,并不是说该手电的亮度高(因为手电是没有亮度概念的),而是说其发光强度大,或者是说被它照射的物体亮。
说一个星星(点光源)很亮,并非是说其亮度高,而是说其星等高而已。
亮度不仅取决于光源的光通量,更取决于等价发光面积和发射的会聚程度。
比如激光指示器,尽管其功?苄。
苫峋鄢潭确浅8撸虼肆炼确浅8摺?/P> 常见发光体的亮度(尼特):
红色激光指示器,20,000,000,000
太阳表面,2,000,000,000
白炽灯灯丝,10,000,000
阳光下的白纸,30,000
人眼能习惯的亮度,3,000
满月表面,2,500
人眼能比较好的分辨出颜色的亮度,1
满月下的白纸,0.07
无月夜空,0.0001
图:两款摄影用测光表,可以测量亮度
5、一个综合计算的例子。
一个普通40瓦的白炽灯泡,其发光效率大约是每瓦10流明,因此可以发出400流明的光。
我们可以认为灯泡在空间上发光是均匀的,那么距离该灯泡1米处,其照度为400/12.56=32勒克司。
其中12.56 = 4π,就是半径1米的球体的表面积(已经假设400流明的光是均匀分布在这个球体上的)。
再假设被照射物体是某种绿色漫反射的,反射率是15%,那么,这个绿色物体被照射后就成为被动发光的,其表面亮度是15% * 32 / π = 1.5尼特。
6、Q&A
问1、如何把LED的光会聚到一点?
答1,这是不可能的。
光学上有个定律,叫做像的亮度永远不大于光源的亮度。
LED是有发光面积的,因此有亮度,要是把全部或者大部分光会聚成很小的区域,其亮度就超过LED本身的亮度了,因此是不可能的。
为了尽可能的会聚,只能增大反光碗/聚光镜的尺度。
用组合透镜或者其它办法无济于事。
问2,如果有一个电光源,可以把全部的电功率转化成白色的可见光,理论上的效率有多高呢?
答2,上面已经说过,要根据白色光的光谱而定。
对于太阳光来讲,为94流明/瓦。
CIE1931色度系统的光效是很差的,因为红色选择了700nm的长波。
相比之下,CRT电视或者是LED 电视的光效就高得多,为300流明/瓦。
问3,照度和被照物体的亮度有什么关系?
答3,亮度=反射率*照度/π
问4,激光为什么亮度高?
答4,激光是在两端严格平行的谐振腔内多次谐振而发射出来的,因此平行度非常高,发散角非常小。
又因为亮度是单位立体角内所发出的光流,因此作为分母的立体角度就很小,亮度自然就高了。
高亮度的激光体现在可以传播非常远而不发散,或者在近处可以会聚成非常小的光斑。
问5,如何测量手电或者LED的发光强度?
答5,在黑暗中把照度表的探头放到地上,距离1米处的把手电或LED向下照射测得照度的勒克司值,就是其发光强度的cd值。
问6,如何用照度计测量亮度?
答6,亮度计和照度计是两个东西,不能直接替代的。
亮度计是测量发光体的亮度的,而照度计是测量被照射地点的照度的。
但是,如果想知道比较大一些面积的发光体比如灯箱的亮度,同时这个物体触手可得,那么可以用照度计的探头直接贴在发光体上,读出勒克司值后再乘上一个系数,就是亮度的尼特值。
问7,如何测量一个灯泡的发光效率?
答7,可以用照度表,黑天在室外找一个相对较暗且空旷的地点,需要一个比较稳定的电源和照度表。
空旷的目的是不要有反射光照射到照度表上,因此测试时身体尽量远离灯泡和照度表,照度表表头距离灯泡中心1m处测得照度值为E,则
效率 = 4 * π * E / N,结果单位是流明/瓦,其中N为灯泡功率
例如灯泡为N=40W,读数为E=35.0 lx,那么效率就是 12.56 * 35 / 40 = 11流明/瓦。