红外光谱紫外

当分子处在同一电子能级，能量会因振动能级的 不同而不同，当分子处在相同的电子能级和振动能级， 它的总能量会因转动能级的不同而不同。
分子的总能量等于电子运动能量与分子振动和 转动能量之和 E分子 E电子 E振动 E转动 。
当用频率为ν 的电磁波照射分子，若分子能级
差正好与电磁波的能量相等时， 即 E h ，
分子将吸收电磁波能量由低能级跃迁到高能级，电 磁波的强度将变小，即光强度变小。
若用一频率连续变化的电磁波照射分子，将照 射前后光强度的变化转变为电信号，并记录下来， 就可以得到一张光强度变化对波长的关系曲线图， 即分子吸收光谱图。
琅伯——比耳定律是光吸收的基本定律,它指出：
当一束单色光穿过透明介质时，光强度的降低与
分束器由旋转扇形镜和编码器组成，二者绕同一 个轴同步旋转。扇形镜R为反射面,S为全透射部分,其 余为既不透射也不反射的背景D,反射光束R通过参照池, 透射光束S通过吸收池。对吸收池的要求是能通过有关 辐射线。
光敏检测器在测定的光谱范围内应具有灵敏度高 响应快，对辐射强度呈线性响应，适于放大，并且有 高稳定和低噪音特性。常用的光电检测器有光电管和 光电倍增管。光电管因敏感的光谱范围不同而分为蓝 敏和红敏两种，蓝敏是在镍阴极表面上沉积锑和铯， 可用波长范围为210 — 625nm；红敏是在阴极表面沉 积了银和氧化铯，可用范围为625 — 1000nm 。光电 倍增管比普通光电管更灵敏，因此可使用较窄的单色 器狭缝，从而对光谱的精细结构有较好的分辨能力。
二、双光束近紫外—可见分光光度计
双光束紫外及可见分光光度计通常由六个部分组成， 如下图所示。
光 源
单 色
分束器： 1扇形旋转镜
器
2同步编码器
参照池 吸收池
放大
光 敏 检
A/D转换 微机处理
测
结果显示
器
同步编码器
光 源单
色 器
R
光R
A/D
敏 检
D
放大
测S S器
转 换
微 机 处 理
T﹪
扇形旋转镜
吸收池
电子的跃迁能级差约为1～20eV，比分子振动能 级差要大几十倍，所吸收光的波长约为1.25～0.06 ㎛，（1250nm～60nm），主要在真空紫外到可见光 区，形成的光谱称为电子光谱或紫外——可见吸收 光谱。
通常分子是处在基态振动能级上，当用紫外可见 光照射分子时，电子可以从基态激发至激发态的任 一振动（或不同的转动）能级上，因此电子能级跃 迁产生的吸收光谱，包含了大量谱线，并由于这些 谱线的重叠而成为连续的吸收带。这就是为什么分 子的紫外可见光谱不是线状光谱，而是带状光谱的 原因。
三.实验内容及数据处理
测量氧化钬的吸收光谱,计算吸收能量,分析带状 光谱的原因.
四.应用
紫外可见双光束光度计主要用于对材料进行定性分析 及结构分析的研究。广泛应用于医药、食品、卫生、 环保、化工等领域。
R S
图2 双光束分光光度计示意图
光源由氘灯和溴钨灯组成，紫外区光源采用氘灯 可见区采用溴钨灯，通常在360nm左右换灯。
单色器是从复合光源中分出单色光的光学装ห้องสมุดไป่ตู้。 单色器通常由入口狭缝，准直元件，色散元件，聚焦 元件和出口狭缝组成。最常用的色散元件有棱镜和光 栅，我们的分光光度计用的是反射光栅。棱镜通常用 玻璃石英等制成，玻璃适用于可见光区，石英适用于 紫外光区，光栅在整个光谱范围都可用，故光谱范围 较宽的光度计常选用光栅.
物质在紫外、可见光区的分子吸收光谱的分析 方法称为紫外、可见分光光度法。紫外可见吸收 光谱主要产生于价电子在电子能级间的跃迁，所 以它是研究物质电子光谱的分析方法。
一、实验原理
⒈分子光谱
分子光谱，要比原子光谱复杂得多。
这是由于在分子中，除了电子相对于原子核的运 动外，还有核间相对位移引起的振动和转动。
吸光介质的厚度b及其所含吸光微粒的浓度c成正比，
数学表达式为：
I 10 abc I0
或 log I 0 abc
I
I0是入射光强度；I是透射光强度；a是吸光系数。由
此可见光度计也可测样品的浓度。
⒉分子光谱的类型
分子光谱实际上指的是分子的吸收光谱，根据吸 收电磁波的范围不同，可将分子光谱分为远红外光 谱、红外光谱、紫外——可见光谱三类
所以，简单的电子能级会因振动和转动而分裂为复 杂能级如图1所示。
在每一电子能级上有许
振
多间距较小的振动能级； 电子能级
动 能 级
在每一振动能级上又有
转动能级
许多更小的转动能级。
若用△E电子 、 △ E振动 、
图1
△ E转动分别表示电子能级、振动能级、转动能级差，
则有 E电子 E振动 E转动 。
分子的转动能级差一般在0.005～0.05eV，产生 此能级的跃迁需吸收波长约为250～25m的远红外光， 因此，形成的光谱称为远红外光谱或转动光谱。
分子的振动能级差一般在0.05～1ev，需吸收波长 约为25～1.25㎛的红外光才能产生跃迁，因此产生的 光谱称为红外光谱。在分子振动时，同时有分子的转 动运动，这样，分子振动产生的吸收光谱中，包括转 动光谱，故红外光谱也称为振——转光谱。
由于空气中的氧、氮、二氧化碳、水等对60nm— —200 nm的紫外光有吸收，因此在测定这一范围的 光谱时，必须将光学系统抽成真空，然后充以惰性 气体，如氦、氖、氩等。这一范围的光谱称为真空 紫外光谱，相应的光度计称为真空紫外分光光度计， 这种光度计比较昂贵。通常所说的紫外可见分光光 度法，实际上是指近紫外可见分光光度法，我们实 验研究的是200nm～800nm分子的吸收光谱。