一、核心物理基礎：朗伯-比爾定律

 

當一束平行單色光（強度為I0?）垂直通過均勻、非散射的稀溶液時，光的一部分被溶液吸收（強度為Ia?），一部分透過溶液（強度為It?）。

 

透光率（Transmittance,T)：T=I0?It??，表示透過光強度與入射光強度的比值。

 

吸光度（Absorbance,A)：定義為A=−lgT=lgIt?I0??，吸光度與溶液濃度成正比。

 

定律表達式：A=ε⋅b⋅c

 

ε：摩爾吸光系數（與物質本性、入射光波長有關）；

 

b：光程長度（比色皿厚度，單位cm）；

 

c：樣品溶液的物質的量濃度。該定律表明：在固定波長與光程下，溶液的吸光度與濃度呈線性關系，這是定量分析的根本依據。

 

二、儀器結構與工作流程

 

儀器通過“光源→分光→樣品吸收→檢測→信號處理”的流程實現測量：

 

光源系統：提供連續穩定的入射光，常用鎢燈/鹵鎢燈（可見光區350–900nm）、氘燈（紫外光區190–350nm），自動切換覆蓋全波段。

 

單色器（分光系統）：將復合光色散為單色光，核心部件為光柵/棱鏡，可精確選擇特定波長的光照射樣品。

 

樣品室：放置參比溶液（空白/溶劑）與待測樣品溶液的比色皿，保證光程一致，消除溶劑、器皿的吸收干擾。

 

檢測系統：光電倍增管、硅光二極管等光電元件，將透過光的光信號轉化為電信號，精準測量光強變化。

 

數據處理系統：將電信號轉換為吸光度、透光率等數據，繪制吸收光譜曲線（A-λ），用于定性（特征吸收峰位置）與定量（標準曲線法計算濃度）分析。

 

三、核心工作邏輯

 

儀器先以參比溶液校正光路，扣除背景吸收，使吸光度歸為0；再讓單色光通過待測樣品，測量其吸光度。通過掃描不同波長的吸光度，得到樣品的特征吸收光譜，不同物質的分子結構不同，吸收峰的位置、強度、形狀具有唯一性，據此可定性識別；結合朗伯-比爾定律，用已知濃度標準品建立校準曲線，即可計算待測樣品濃度。

 

簡單來說，紫外可見分光光度計就是通過“分光測吸光、定律算濃度”，利用物質對紫外-可見光的特征吸收，實現快速、精準的定性定量分析。