紫外可見分光光度計的核心原理是基于物質對不同波長的紫外光(200-400 nm)和可見光(400-760 nm)的選擇性吸收,結合朗伯 - 比爾定律,通過測量光的吸收程度來定性或定量分析物質的組成與濃度。其原理可拆解為三個關鍵層面:光的特性、物質的吸收規律、儀器的工作邏輯。
一、基礎:光的特性與物質的吸收本質
光是一種電磁波,紫外光和可見光屬于電磁波譜中能量適中的波段。當光照射到物質時,會發生反射、透射、散射和吸收四種作用,而紫外可見分光光度計主要利用 “吸收" 這一特性:
物質的分子(或原子)具有特定的能級結構(如電子能級、振動能級)。
當特定波長的光(能量與分子能級差匹配)照射時,分子會吸收光的能量,從 “基態" 躍遷到 “激發態"(即光吸收躍遷)。
不同物質的分子結構不同,能級差也不同,因此僅會吸收特定波長的光(表現為 “特征吸收峰")—— 這是定性分析(判斷物質種類)的依據。
二、核心定量依據:朗伯 - 比爾定律(Lambert-Beer Law)
當單色光(單一波長)穿過均勻的溶液時,光的吸收程度與溶液的濃度、光穿過溶液的路徑長度成正比,這一規律即為朗伯 - 比爾定律