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什么是吸光度?透光率和吸光度的關(guān)系

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發(fā)布時間:2021-06-25

什么是吸光度?吸光度(英文:absorbance)是指光線通過溶液或物質(zhì)前的入射光強(qiáng)度與光線通過溶液或某一物質(zhì)后的透射光強(qiáng)度的比值(I0/I1)的以10為底的對數(shù)(即lg(I0/I1)),其中I0為入射光強(qiáng),I1為透射光強(qiáng),影響它的因素有溶劑、濃度、溫度等等。吸光度表示公式為:
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A=-logT = -log(I/Io)
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為了更好的舉例,我們假設(shè)一束光照射到一個吸收光線的介質(zhì)表面,在光線通過一定厚度的介質(zhì)材料后,由于介質(zhì)本身吸收了一部分光能 ,透射光的強(qiáng)度就要減弱(光透射后的光通量會?。N战橘|(zhì)的濃度愈大、介質(zhì)的厚度愈大,則光強(qiáng)度的減弱愈顯著。我們可以想象當(dāng)光線穿透介質(zhì)時,“細(xì)密”的材料分子會對光線進(jìn)行吸收反射,光線透射能力下降。這個過程中的公式如下:
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吸光度公式
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圖中參數(shù)說明:其中I0為入射光線,I為透射光線,L為材料厚度,其中a為吸收系數(shù)。對于固態(tài)、氣態(tài)樣品,a= Nσ(N,原子數(shù)密度atomic number density;σ, 吸光截面optical cross section);對于液體樣品,a= EC ( E , 摩爾吸光系數(shù)molar extinction coefficient; C,摩爾濃度)。上述公式中: T代表的就是樣品的透光度,或者透光比,或者透光率(英文: Transmission ,霧度儀就是對光透過率和霧度進(jìn)行測量的光學(xué)儀器)。
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光譜學(xué)中經(jīng)常用的吸光度A或者光密度的概念和計(jì)算,對于液體樣品,A= εcL , 用這個物理星就可以直觀地得到FTIR中測到的吸光度與樣品本身摩爾吸光,與樣品濃度,厚度,呈線性正比關(guān)系。這也是為什么我們要使用吸光度的來描述的原因。我們測量光譜的時候,我們能得到的數(shù)據(jù)就是光源不經(jīng)過樣品的強(qiáng)度I ,和經(jīng)過樣品后的強(qiáng)度Io。吸光度是光譜學(xué)中為了更直觀描述樣品吸收的一個物理量變形而已。
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吸光系數(shù)與入射光的波長以及被光通過的介質(zhì)有關(guān),如果光的波長被固定下來,同一種物質(zhì),吸光系數(shù)就不變。用另一種方式表示吸光度A:
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A=abc
a為吸光系數(shù),單位L/(g·cm)
b為光在樣本中經(jīng)過的距離(通常為比色皿的厚度),單位cm c為溶液濃度,單位g/L
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A=Ecl
影響吸光度的因數(shù)是b和c。a是與溶質(zhì)有關(guān)的一個常量。此外,溫度通過影響c,而影響A。
lg(I0/I1)式中I0是通過均勻的液體介質(zhì)的一束平行光的入射光的強(qiáng)度;
It是透射光強(qiáng)度;
T是透射比。
A值越大,表示物質(zhì)對光的吸收越大。根據(jù)比爾定律,吸光度與吸光物質(zhì)的量濃度c成正比,以A對c作圖,可得到光度分析的校準(zhǔn)曲線。
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在多組分體系中,如果各組分的吸光質(zhì)點(diǎn)彼此不發(fā)生作用,那么吸光度便等于各組分吸光度之和,這一規(guī)律稱吸光度的加和性。據(jù)此可以進(jìn)行多組分同時測定及某些化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的測定。在吸光度測定中,為抵消吸收池對入射光的吸收、反射以及溶劑、試劑等對入射光的吸收、散射等因素,可選用雙光束分光光度計(jì),并選光學(xué)性質(zhì)相同、厚度相等的吸收池分別盛待測溶液和參比溶液。
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