分光光度计波长误差的产生和控制方法
分光光度计

基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法,称为吸光光度法。
根据物质对不同波长范围的光的吸收,吸光光度法包括比色分析,可见与紫外分光光度法以及红外吸收光谱分析等。
包括比色分析和分光光度法的吸光光度法(简称光度法),历史悠久,应用十分广泛。
它是现代分析化学中的“ 常规武器” 。
其主要特点为:1 、灵敏度高:与滴定分析和重量法相比,光度法具有很高的灵敏度,测定物质的浓度下限(最低浓度)一般可达10-5~10-6 mol?L-1,相当于含量低于0.01 ~0.001 %的微量组分。
2 、准确度较高:分光光度法的相对误差一般为2 ~5 %,但对微量组分的测定是允许的。
例如测定试样中含量为0.02 %的杂质,即使相对误差为±5 %,则测定的结果为0.019 ~0.021 %,这样的结果应该认为是很准确的。
3 、操作简便、快速、应用广泛:比色分析和分光光度法无需复杂,昂贵的仪器设备,操作也比较简便,分析速度快。
例如钢铁中Mn 、P 、Si 三元素的快速比色分析,一般在 3 -4min 内可报出结果。
几乎所有无机离子和许多有机化合物都可直接或间接地用光度法测定。
本章主要讨论比色分析和可见光区的吸光光度法。
1 物质对光的选择性吸收1.1 光的基本性质比色分析和分光光度法的依据是物质对光的选择性吸收。
为此,必须对光的基本性质有所了解。
我们知道,光是一种电磁辐射,具有波动性和微粒性。
光在传播时表现了它的波动性,例如光的折射、衍射、偏振和干涉等现象。
描述波动性的主要物理量是波长(λ )、频率(ν )和速度(с ),它们的关系是:λν =с式中с 为光速,在真空中约等于3×108 m ·s-1;ν 为光的频率,以Hz 表示;λ 为光的波长,在紫外和可见光区,以纳米(1nm=10-9 m )为单位。
波长在400 ~760 nm 范围内的电磁辐射,人眼可以看见,称为可见光;波长在10 ~400 nm 是紫外光区。
光度分析法的误差

Ax cxb
A0 c0b
A 相 A 对 A x A 0 b ( c x c 0 ) b c b 相 c
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7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用
(2)示差吸光光度法的误差
Δc(即cx-co),测量误差为x%, 结果为cx±(cxco)×x%; 普通光度法的结果为cx±cx·x%。因cx 只是稍大于co,故cx总是远大于Δc,故示差吸光光 度法的准确度高。参比溶液的浓度越接近待测试 液的浓度,测量误差越小,最小误差可达0.3%。
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7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用
(2)连续变化法(又称等摩尔系列法)
cM+cR=c,改变cM和cR的相对量, 配制一系列溶液,在有色络合物
的最大吸收波长处测量这一系列
溶液的吸光度。当溶液中络合物
MRn浓度最大时,cR/cM比值为n。
当cM/c为0.5时,络合比为1:1; 当cM/c为0.33,络合比为1:2; 当cM/c=0.25时,络合比为1:3。
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7.4 其他吸光光度法及吸光光度法应用
ΔA与吸光物质浓度成正比。这是定量的理论依 据。只用一个吸收池,以试液本身对某一波长的光 的吸光度为参比,消除了因试液与参比液及两个吸 收池之间的差异引起的测量误差,提高测量的准确
度。 A A 1 A 2 (12)bc
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7.3 光度分析法的误差
(3)由于溶液本身的化学反应引起的偏离
溶液中的吸光物质常因解离、缔合、形成新化
合物或互变异构等化学变化而改变其浓度,因而 导致偏离朗伯—比尔定律。
A 解离 大部分有机酸碱的酸式、碱式对光有不同的 吸收性质,溶液的酸度不同,酸(碱)解离程度不 同,导致酸式与碱式的比例改变,使溶液的吸光 度发生改变。
分光光度计

2.2.3 物质吸光度(A)与透射比(T)的关系 物质吸光度( )与透射比( )
为经过空白校正后入射光的强度; 为透过光的强度。 设 I0 为经过空白校正后入射光的强度;I 为透过光的强度。 根据实验得知 I = I0 ·10-εc l
式中, 表示吸收物质的摩尔浓度; 表示吸收物质的光径, 式中,c 表示吸收物质的摩尔浓度;l 表示吸收物质的光径, 表示; 表示吸收物质的摩尔消光系数 表示吸收物质的摩尔消光系数, 用 cm表示; ε表示吸收物质的摩尔消光系数, 它表示物质对光的 表示 吸收特性,不同物质的ε数值不同。 所以 数值不同。 吸收特性,不同物质的 数值不同 令 T(透射比) = I / I 0 (透射比) T = 10-εcl I / I0 = 10-εc l
检测器--检测器 光电倍增管
光电倍增管 它比普通的光 电管优越, 电管优越,它可将第一次发射出 的电子数目放大到数百万倍 。 当电子打在兼性阳极上时, 当电子打在兼性阳极上时,能引 起更多的电子自表面射出。 起更多的电子自表面射出。这些 射出的电子又被第二个兼性阳极 所吸引,同样再产生更多的电子。 所吸引,同样再产生更多的电子。
2.5 显色反应及其影响因素 显 色 反 应
显色 色 色反
显色反应
色
及
显色反应
其 影
显色
响 因 素
影响显色 反应因素
反应 反应 显色反应 影响 pH
2.5.1 显色反应一般要求
(1)选择性好:显色剂最好只与一种被测组分起显色反应; )选择性好:显色剂最好只与一种被测组分起显色反应; (2)灵敏度高:灵敏度高有笪微量组分的测定; )灵敏度高:灵敏度高有笪微量组分的测定; (3)有色化合物性质稳定:确保前后测定准确。 )有色化合物性质稳定:确保前后测定准确。 (4)显色剂与有色物颜色反差大:两者最大吸收波长之差应 )显色剂与有色物颜色反差大: 大于60nm; 大于 ; (5)显色反应要易于控制:结果的确保实验再现性。 )显色反应要易于控制:结果的确保实验再现性。
分光光度计使用注意事项

一、分光光度计检定(测试)的主要项目对分析结果的影响1)波长准确度分光光度法原理要求照射在样品池上的单色光必须对应于样品吸收光谱中的某一个吸收峰的波长。
由于仪器的制造和调整误差,单色光的实际波长与仪器的波长读数值间都存在一定的误差。
样品中绝大部分的主要吸收峰都有一定的宽度,对波长准确度要求允许宽些。
但是,当吸收峰宽度较小,而且吸收峰两侧边缘比较陡直,此时波长准确度的影响就必须引起注意。
2)透射比(吸光度)准确度很显然,透射比或吸光度的误差越大,测试结果的可信性越差,从而影响到测试数据的准确性.3)杂散光杂散光是由于光学元件制造误差以及光学和机械零件表面的漫反射形成的。
杂散光是分析样品的非吸收光,随着样品浓度的增加,杂散光的影响也随之增大,将给分析结果带来一定的误差。
在紫外的短波区域光源强度和检测器的灵敏度均明显减弱,杂散光的影响更不能忽视。
因此,杂散光的大小也是仪器性能的一项重要指标。
二、与分光光度计正确使用和维护有关的几个注意事项(在使用仪器前,必须仔细阅读其使用说明书)1)若大幅度改变测试波长,需稍等片刻,等灯热平衡后,重新校正“0”和“100%”点。
然后再测量。
2)指针式仪器在未接通电源时,电表的指针必须位于零刻度上。
若不是这种情况,需进行机械调零。
3)比色皿使用完毕后,请立即用蒸馏水冲洗干净,并用干净柔软的纱布将水迹擦去,以防止表面光洁度被破坏,影响比色皿的透光率。
4)操作人员不应轻易动灯泡及反光镜灯,以免影响光效率。
5)WFZ800-DA、756型等分光光度计,由于其光电接收装置为光电倍增管,它本身的特点是放大倍数大,因而可以用于检测微弱光电信号,而不能用来检测强光。
否则容易产生信号漂移,灵敏度下降。
针对其上述特点,在维修、使用此类仪器时应注意不让光电倍增管长时间暴露于光下,因此在预热时,应打开比色皿盖或使用挡光杆,避免长时间照射使其性能漂移而导致工作不稳。
6)放大器灵敏度换挡后,必须重新调零。
紫外、可见分光光度计波长示值误差测量结果的不确定度评定与表示

紫外、可见分光光度计波长示值误差测量结果的不确定度评定与表示日期:2013年2月20日被校准仪器信息:型号:uv-1800 波长范围:(190~1100)nm出厂编号:206-25406-38 生产厂家:日本岛津公司一、概述1. 测量依据: jjg178-2007《紫外、可见、近红外分光光度计》检定规程;评定依据:jjf1059—1999《测量不确定度评定与表示》。
2. 测量环境条件:温度21℃,相对湿度34%3. 所用测量标准:氧化钬滤光片:不确定度u=0.3nm,包含因子k=2.09。
4. 测量点:361.0nm、417.9nm、536.6nm。
5. 测量方法:在环境条件符合检定规程的情况下,设置仪器扫描功能各参数为适用(扫描间隔为0.2nm,狭缝宽度为默认),直接扫描氧化钬滤光片,连续扫描6次,分别选取测量点附近吸收峰的波长值,其6次测量结果的算术平均值与氧化钬滤光片测量点的标准值之差为仪器该点波长示值误差。
二、数学模型式中:—波长测量点的示值误差;—六次测量值的算术平均值;—氧化钬滤光片标准值。
则方差:三、各输入量的标准不确定度分量的评定测量不确定度的来源:(1)标准物质定值的不确定度;(2)测量方法的不确定度;(3)环境条件的影响;(4)人员操作的影响;(5)被校准仪器变动性的影响。
由于采用直接比较法进行测量,测量方法的不确定度可以不予考虑。
在规程规定的环境条件下进行校准,温度、湿度等随机变量的影响和被检定仪器的变动性均体现在测量结果的重复性中。
l. 输入量的标准不确定度的评定输入量的不确定度来源主要是分光光度计的测量不重复性,可以通过连续测量得到测量列,在校准点用氧化钬标准滤光片,连续自动扫描波长6次,得到以下测量列:波长361.0(nm) 417.9(nm) 536.6(nm)测量列1 361.0 418.0 536.42 360.8 418.0 536.43 360.8 417.8 536.64 360.8 417.8 536.45 360.6 417.8 536.66 360.8 418.0 536.6平均值 360.8 417.9 536.5标准偏差 s 0.1265 0.1096 0.1096标准不确定度 0.052 0.045 0.045单次实验标准差:标准不确定度(正态分布):=s/ (n=6次)2. 输入量的标准不确定度的评定:(1)氧化钬滤光片标准物质由检定证书给出定值不确定度为u=0.3nm,包含因子k=2.09,则=u/k=0.3nm/2.09=0.15nm四、合成标准不确定度及扩展不确定度的评定1. 灵敏系数因为数学模型所以灵敏系数2. 各标准不确定度分量汇总见下表标准不确定度分量标准不确定度来源波长标准不确定度数值 ci ????ci ????ui(xi )波长测量不重复性361.0nm 0.052nm 1 0.052nm417.9nm 0.045nm 0.045nm536.6nm 0.045nm 0.045nm氧化钬滤光片波长定值不确定度361.0nm 0.15nm -1 0.15nm 417.9nm536.6nm3. 合成标准不确定度:由于以上分析的不确定度分量互相独立,互不相关,所以合成标准不确定度可以表示为:波长361.0nm 417.9nm 536.6nm合成标准不确定度0.16nm 0.16nm 0.16nm五、扩展不确定度的评定取置信概率p=95%,k=2则扩展不确定度u= k×波长361.0nm 417.9nm 536.6nmu 0.32nm 0.32nm 0.32nm六、波长示值误差测量结果的不确定度报告波长361.0nm 417.9nm 536.6nm扩展不确定度u 0.4nm 0.4nm 0.4nm包含因子k 2 2 2。
可见分光光度计透射比及波长示值误差测量结果的不确定度评定(精)

可见分光光度计透射比及波长示值误差测量结果的不确定度评定摘要:可见分光光度计检定过程中透射比及波长示值误差的标准不确定度及合成不确定度的分析。
关键词:光度计标准透射比自由度波长1 透射比1.1 概述1.1.1 测量依据:检定规程JJG178-2007《紫外、可见近红外分光光度计》检定规程1.1.2 环境条件:温度为(10~30)℃,相对湿度≤85%1.1.3 计量标准:可见光区透射比标准滤光片,其标准值10%τ,20%τ.30%τ合成标准不确定度υ=0.3%τ,1.1.4 被测对象:光栅型或棱镜型可见分光光度计1.1.5 测量方法:用透射比标准值分别为10%τ,20%τ,40%τ左右的标准滤光片,分别在规定波长处,以空气为参比,分别测量各滤光片的透射比,连续测量3次,以3次的示值平均值与相应的波长下的透射比标准值之差,即为其示值误差。
现以我院透射比为40.1(440nm)标准滤光片检测722型分光光度计为例。
1.2 评定模型1.2.1 数学模型Δτ=τ-τs式中:Δτ——可见分光光度计透射比示值误差τ——可见分光光度计透射比示值的算术平均值τs——可见光区透射比标准滤光片的实际值1.2.2 灵敏系数τ的灵敏系数τs的灵敏系数1.3 不确定度来源分析1.3.1 可见分光光度计测量重复性的标准不确定度u(τ1);1.3.2 可见分光光度计示值测量的分辨力的标准不确定度u(τ2);1.3.3 标准滤光片实际值的标准不确定度u(τs)。
1.4 标准不确定度分量的评定1.4.1 对一台722可见分光光度计,选择透射比标准值为40.1%的标准滤光片连续测量10次,得到测量列:40.040.140.240.140.040.240.340.140.240.3(%τ)由于重复性条件下测量3次,以其平均值为测量结果,则u(τ1)==0.062%τ自由度υ1=10-1=91.4.2 722可见分光光度计示值测量分辨率为0.1%,视为均匀分布,则u(τ2)==0.06%τ估计不可信度为0.10,则自由度υ2=501.4.3 示值不确定度u(τ)的评定1.4.4 标准滤光片τS的实际值标准不确定度u(τS)的评定由国家标物中心的校准证书给出透射比合成标准不确定度为0.3%则u(τS))=0.3%×40%τ=0.12%τ估计不可信度为0.10, 则自由度υ4=501.5 合成标准不确定度的评定1.5.1 不确定度分量一览表1.5.2 合成不确定度的评定1.5.2.1 合成不确定度uC(y)1.5.2.2 有效自由度取υeff =70取置信概率P=95%,查t表得t95(70)=1.99U95= tPuC(y)=1.99×0.15%=0.3%τ1.7 测量不确定度报告可见分光光度计的透射比方法值误差测量结果的扩展不确定度为: U95=0.3%τυeff =702 波长2.1 概述2.1.1 测量依据:检定规程JJG178-2007《紫外、可见近红外分光光度计》检定规程2.1.2 环境条件:温度为(10~30)℃,相对湿度≤85%2.1.3 计量标准:氧化钬滤光片或干涉滤光片2.1.4 被测对象:光栅型或棱镜型可见分光光度计2.1.5 测量方法:在规定条件下,用被测可见分光光度计直接测氧化钬滤光片或干涉滤光片的波长,测得的吸收峰波长(对第1类光栅型)重复测量3次,3次的算术平均值与标准波长之差,即为波长示值误差。
分光光度计校准
分光光度计校准分光光度计是一种常用的光学仪器,用于测量和分析样品的吸收、透射或反射光的强度。
在使用分光光度计之前,必须进行校准以确保测量结果的准确性和可靠性。
本文将介绍分光光度计校准的方法和步骤,以及常见的注意事项。
一、校准前的准备工作在进行分光光度计的校准之前,需要进行以下准备工作:1. 清洁仪器:确保分光光度计的光学部件、样品室以及探测器都是干净无尘的。
使用干净的棉布或专用的光学纸轻轻擦拭光学部件,确保不会对测量结果产生影响。
2. 检查光源:确保光源正常工作,灯泡是否需要更换,以及光源的波长范围是否符合实验要求。
3. 标定样品:准备一系列已知浓度的标定样品,这些样品应该覆盖到实验所需的测量范围,用于校准时的比对。
二、校准方法和步骤校准分光光度计的方法和步骤可以分为以下几个方面:1. 零点校准:将光度计调零,使得在没有样品的情况下读数为零。
这一步骤可以通过调整调零旋钮或使用仪器自带的调零功能完成。
确保光源的强度稳定,并且没有样品或其他物体阻挡光路。
2. 波长校准:使用已知波长的标准样品进行波长校准,使得光度计能够准确地读取给定波长下的吸收光强度。
使用仪器自带的波长校准功能或根据仪器说明书进行操作。
3. 反射校准:对于需要测量样品的反射光强度的情况,可以使用一个已知反射率的标准样品进行反射校准。
将标准样品放置在样品室中,调整仪器参数,使得读取的反射光强度与已知反射率相符。
4. 测量、比对和修正:使用标定样品进行测量,记录读数,并与已知浓度进行比对。
根据比对结果修正仪器的读数,以提高测量结果的准确性。
三、注意事项在进行分光光度计的校准过程中,需要注意以下事项:1. 样品处理:在进行测量之前,需要将样品处理成适合仪器测量的形式。
对于固体样品,可以进行研磨或溶解等处理;对于液体样品,需要注意清洁容器,并在测量前进行适当的稀释。
2. 外界干扰:分光光度计校准时需要尽量避免外界光的干扰,比如阳光和其他光源的直接照射。
原子吸收分光光度计的波长误差、线性误差及检出限的不确定度评定
原子吸收分光光度计的波长误差、线性误差及检出限的不确定度评定【摘要】原子吸收分光光度计广泛应用于食品检测、环境检测、化妆品及制药企业中,用于无机元素的含量分析。
具有灵敏度搞、精密度好、抗干扰能力强、取样量少、测量快速便捷等特点。
随着仪器使用越来越广泛,频率也来越高,有必要对其进行性能检测并评定其相关项目的不确定度。
【关键字】原子吸收、波长误差、线性误差、检出限不确定度评定一、概述1.1 测量依据:JJG 694-2009 《原子吸收分光光度计检定规程》1.2 计量标准:原子吸收分光光度计标准物质(Cu、Cd)空心阴极灯组(Cu、Cd、As、Mn、Cs、Hg)1.3 被测对象:原子吸收分光光度计二、波长示值误差不确定度评定1、测量方法:安装好汞灯,按汞灯上的规定条件预热仪器,在特征谱线波长范围内均匀选择3-5条谱线,每条谱线单向测量3次,取平均值。
平均值与汞灯标准谱线波长值只差即为波长示值误差。
2、数学模型式中:------波长示值误差,nm;------汞灯谱线的3次测量值的算术平均值,nm;------汞灯谱线的标准波长值。
3、方差和灵敏系数其中:故:4、输入量的不确定度来源分析及评定4.1、重复性引入的标准不确定度按照仪器和检定规程要求,对手动波长的仪器需进行波长示值误差测量(自动波长的仪器不需进行此项目测量),计算结果如下表:表1----波长示值误差测量结果(单位:nm)波长测量结果重复性引入的不确定度分量,采用极差法评定。
且实际测量过程中,采取3次测量结果平均值,故:4.2、分辨力引入的标准不确定度;被测仪器的波长分辨率为0.1 nm,故。
由于分辨力>重复性,故可忽略不计:4.3、汞灯波长引入的标准不确定度分量;汞元素空心阴极灯的发射波长是其特征波长,不确定度为U=0.01 nm,采用A类不确定度评定,故由汞灯波长引入的标准不确定度分量为:5、合成标准不确定度=6、扩展不确定度取包含因子k=2,U = k·= 0.11 nm 7、不确定度一览表三、线性误差的不确定度评定1、测量方法:(以Cu为例)选择(0.0、0.5、1.0、3.0)μg/ml系列标准Cu溶液,仪器稳定后每个浓度值测量3次,记录其吸光度值,取平均值后用线性回归法拟合方程,按规程要求计算指定点的线性误差。
可见分光光度计故障与调修
可见分光光度计故障与调修摘要本文针对721、722型可见分光光度计在使用中常见的故障进行分析,并提出了调整方法。
关键词光路电路故障721、722型分光光度计作为一种理化分析仪器广泛应用于工厂、矿山、医院、环境检测等科研单位,是可在光谱区域( 360nm~800nm)内对样品进行定量分析的常规仪器。
经过多年来对721、722型可见分光光度计检定调修,发现它们虽然结构性能有所不同,但就故障产生原因而言是相似的,在日常工作中易出现下列故障,可用相同方法进行调修。
一、光路故障1.光斑不清晰、不完整、无光或能量显示不到100%。
此现象说明仪器电路部分无故障,只是光路系统需要调整,开机后,将波长转到580nm,调100%旋钮调光至最亮下在出光狭缝处(放一张白纸)观察,应有明显完整的长方形黄色光斑,若光斑不是明亮均匀、完整的黄色光斑或光斑中有明暗条的出现,说明光路有故障,调整方法主要有:(1)按单色器入射狭缝高度,调整好光源灯高度(即调光源灯丝走向与进光孔平行)。
(2)左右调整反射镜位置,使反射光进入入射狭缝(或松开灯座下的三只固定螺丝,前后移动位置,使光斑形状最好)。
(3)调整反射镜的背部螺丝钉,使进入单色器入射狭缝的光的强度为最大。
2.波长超差。
经上述调整后,仪器波长可能改变,将仪器波长调至580nm处,调100%旋钮调光至最大,如出光狭缝射出的单色光是橙红或绿色光即为波长超差。
721型波长误差可用5块波长分别为385.7nm、462.8nm、574.6nm、683.8nm、721.3nm的标准光片进行检定,722型波长误差也可用氧化钛玻璃进行检定。
波长误差在检定结果上大致可表现为两种情况:(1)误差方向一致,并呈现为线性,而且误差在lOnm以内,可通过转动波长度盘消减波长误差,使其在合格范围内。
(2)误差方向不一致,在正差有负差,误差的变化呈非线性,且通过度盘无法消除误差,只有通过调节准直螺钉,使波长误差方向一致并呈线性,再配合移动波长度盘,使误差调到最小,如此反复调整,直到误差调到合格范围。
紫外可见分光光度计测量结果的不确定度评定
紫外可见分光光度计测量结果的不确定度评定紫外可见分光光度计是一种用于测量物质溶液中吸光度的仪器。
在化学、生物和环境科学等领域,紫外可见分光光度计被广泛应用于定量分析和质量控制。
任何一种测量结果都存在不确定度,而不确定度的精确评定对于保证测量准确性和可靠性至关重要。
本文将着重讨论在紫外可见分光光度计测量结果中如何评定不确定度。
一、测量结果的不确定度来源在紫外可见分光光度计测量中,测量结果的不确定度来源主要包括以下几个方面:1. 仪器本身的误差:包括仪器的零点漂移、波长校准误差等;2. 样品制备的不确定度:包括稀释误差、混合误差等;3. 环境条件的影响:包括温度、湿度等因素的影响。
要评定紫外可见分光光度计测量结果的不确定度,需要综合考虑这些方面的影响因素。
二、不确定度评定方法1. 仪器的标定对于仪器本身的误差,可以通过仪器的标定来获得参考值。
通过反复测量标准溶液的吸光度,并计算平均值和标准偏差,可以评估仪器的稳定性和准确性。
2. 样品制备的不确定度评定样品制备过程中的不确定度主要包括稀释误差和混合误差。
对于稀释误差,可以通过多次重复稀释同一标准溶液来评估。
对于混合误差,可以通过分别测量各组分的溶液浓度,并计算混合后溶液的浓度。
然后根据误差传递的原理,计算混合误差的大小。
3. 环境条件的影响评定环境条件的影响可以通过对温度、湿度等因素的变化进行测量,并计算其对测量结果的影响。
可以利用控制变量法,来评估这些因素对测量结果的影响程度。
三、不确定度的计算在评定了各个来源的不确定度后,需要将它们进行合并,得到最终的测量结果的不确定度。
不确定度的合并可以通过加法原理或乘法原理来进行。
在一般情况下,可以采用加法原理进行不确定度的合并。
四、不确定度的表示测量结果的不确定度表示一般采用标准不确定度或者扩展不确定度。
标准不确定度是对原始不确定度进行合并后得到的,而扩展不确定度则是在标准不确定度的基础上,考虑测量数据的分布情况、自由度等因素后得到的。
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分光光度计波长误差的产生和控制方法
摘要:在社会研究中发现,分光光度计的使用可以使得光源能够得到合理的划
分,并且划分好的光源在社会上还有非常广泛的应用,这也从侧面介绍了分光光
度计的功能。但是在分管光度计的使用过程中,经常会因为波长难以受到控制而
产生误差,这些误差的产生使得整个分管光度计的使用和发展受到阻碍,因此这
就需要对分光光度计由于波长而产生的误差进行详细的分析,并从根本的角度上
提出解决对策。
关键词:分光光度计;波长标准器;波长误差;调整;控制
对现在社会上存在的分光光度计进行详细的分析,可以得出其运行的原理。总的来说分
光光度计的运行原理在于对光源进行一个合理的分割,使其能够形成具有一定波长的光波,
而且这些光波的具体表现都是单色光,通过对单色光波长的研究得出正确的光谱曲线。不得
不说这种方法具备一定的准确性,正因为如此,才使得这种仪器在社会上得到了广泛的应用。
但是这种设备在使用过程中还会出现一些误差,因此这就需要对产生误差的原因进行全面的
分析,并对误差的产生提出合理有效的解决对策。
一、测量准确度的误差来源分析
总的来说这种仪器在使用的过程中非常容易出现误差,但是影响这项仪器正常使用而产
生误差的原因并不是单一的,而是通过多个方面表现出来的。因此这就需要对产生误差的原
因进行全面的分析。对误差的分析可以从仪器本身的测量原理上入手,这主要是根据物理学
上常说的光吸收定律中使用的测量溶液浓度进行分析。
而且从理论上来说,在进行仪器测量的过程中所使用的入射光通常是单色光,这就需要
使用与单色光匹配的单色器进行测量。使用这种测量方式产生误差的根本原因在于单色器的
性能与种类,其主要原则在于通过单色光进行测量,其自身的单峰曲线与理论上的单色光之
间还存在一些区别,这几种区别就使得误差大幅度的增加。而且出现的误差还会影响设备自
身的仪器检测准确度。在长时间光波研究过程中发现波长的正确性在很大的程度上是需要通
过现在社会上存在的波长误差进行表示的,而且波长误差的存在还是分光光度计使用过程中
需要表现出来的一项指标,其重点反映的是波长测量与真实数值之间存在的差距。通过长时
间的光学研究可以清楚的发现在现在社会中对分光光度计的检测过程中出现误差的原因主要
有三个方面。第一,由于波长与实际的标准之间存在差异,导致光波在带入的过程中出现与
实际数值不相符的地方,这些不相符的地方就会形成波长误差。第二,由于光源是一种不稳
定的物理现象,这就使得在进行光波测量的过程中,波长与实际的波长存在一些差距,这些
差距就会使得整个测量的结果出现误差。第三,在进行波长测量的过程中是需要对波长进行
合理的调整,在调整之后进行波长带入也会出现相应的误差。
二、检定用波长标准器的使用与误差控制
分光光度计的波长误差是通过对已知标准参考波长的器具或物质的测量得到的。具有标
准参考波长的器具或物质简称为波长标准器,它主要有三大类:(1)具有发射线光谱的气
体放电灯,如汞灯、氘灯等;(2)具有尖锐吸收峰的物质,如氧化钬溶液、氧化钬玻璃、
镨钕溶液、镨钕玻璃等;(3)干涉滤光片。
(一)具有发射线光谱的气体放电灯
这种检定方法是采用具有特征发射谱线的元素光谱灯产生的特征谱线来对仪器波长准确
度进行检查的。因为它们发射的是线状光谱,谱线的特征性强,准确度高,因此具有发射线
光谱的气体放电灯被称为波长准确度的第一标准。
1、汞灯
因其特征值稳定,故仪器制造厂常使用汞灯来检验波长准确度。汞灯分为高压汞灯和低
压汞灯。高压汞灯具有强度高,谱线多的特点,但也有体积大,笨重的缺点,故只适用于仪
器制造厂。低压汞灯相对高压汞灯具有体积小、携带方便、便于安装的特点,故可用于一般
的仪器检定。
检定时,将低压汞灯置于仪器光源灯的位置,然后对汞谱线进行扫描。但由于用汞灯替
代了仪器的光源灯,因此不能全面反映仪器自身光源位置下的波长误差;且汞灯位置的具体
情况也影响了波长检定的结果,容易引入人为的误差;而且仪器的光源灯被低压汞灯所替代,
当检定完成时,恢复仪器光源灯,容易造成位置上的变动,引入新的误差。
2、氢灯和氘灯
氢灯和氘灯在紫外区具有连续光谱,故一般作为紫外一可见分光光度计紫外区的光源。
它具有汞灯的优点,而且其本身是仪器的光源,检定时不用更换光源灯,故可以避免更换光
源灯引起的位置误差及其带入的人为误差。氢灯和氘灯的缺点是谱线少,不能覆盖全部的波
长范围。所以用它检定时,还需配合能覆盖其它波长的检测工具。
(二)具有尖锐吸收峰的物质
具有尖锐吸收峰的物质具有以下几个特点:使用方便,因其检定时只需将标准器放入样
品室,而不象低压汞灯需替换仪器的光源灯,故避免了因此引入的误差;标准器的波长标准
值具有不确定性,此类标准器的波长标准易受许多方面的影响,且参考波长值是在不同带宽
下测得的,故引用时必需对应不同带宽下的波长标准值才能保证正确性。
(三)干涉滤光片
干涉滤光片的特点是每一个滤光片只有单一的吸收峰,不易产生人为判断误差,且携带
方便。但它的缺点是波长容易发生漂移,必需对其标准值进行定期的检定,而标定时必然带
入其它误差。故当用干涉滤光片检定仪器的波长误差为零时,也不能认为仪器的波长误差为
零。因干涉滤光片准确度低的特点,故只适用于检定低准确度的可见分光光度计,而不宜用
于紫外可见分光光度计的检定。
(四)各类波长标准器的使用选择性
因紫外可见分光光度计的波长准确度较高,故只能用第一类具有发射线光谱的气体放电
灯和第二类具有尖锐吸收峰的物质,又因紫外可见分光光度计一般装有氢灯和氘灯,而其特
征谱线集中在紫外区,因而紫外可见分光光度计波长的检定可采用氢灯、氘灯和氧化钬玻璃
滤光片相结合的方法。
三、仪器自身结构误差的控制
波长机构误差来源于仪器单色系统与波长装置在制造中的缺陷,主要由生产厂家在生产
过程中产生,这种结构误差无法通过简单的调装来消除。波长调整误差是由于单色系统与波
长装置未调整最佳状态造成的,由此产生的误差有时可能很大,但可以通过调整减小或消除。
四、结束语
总的来说再现在社会上进行光波测量的分光光度计在使用的过程中经常会出现一些误差。
这些误差的出现的范围是非常广泛的,因此这就需要对误差出现的原因和影响光波测量的因
素进行全面的分析,并且需要根据分析结果找出解决对策。只有这样才能够使得在现在社会
上对光波波长的测量能够准确的进行,进一步为我国光学事业的发展奠定坚实的基础。
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