光譜儀和分光光度計是許多科學實驗室中必不可少的分析儀器. 但光譜儀和分光光度計到底有什麼差別? 這些術語經常互換使用，可能會造成混淆. 我們將清楚地解釋光譜儀和分光光度計的獨特之處, 他們的主要特點, 及其應用.
什麼是光譜儀?
光譜儀是一種測量和分析電磁波譜特定部分的光的光譜成分的儀器. 光譜儀的關鍵部件是:
- 光源: 產生應用於樣品的光. 常見的光源是鎢絲燈, LED, 雷射, ETC. 取決於所需的波長.
- 波長選擇器: 包含棱鏡或衍射光柵，可將多色光分成不同的波長或顏色.
- 樣品架: 容納待分析的樣品材料.
- 偵測器: 測量與樣品相互作用後不同波長的光強度.
- 展示: 顯示光譜數據, 通常使用強度與波長的關係圖.
透過將光分成不同的波長並測量強度, 光譜儀表徵樣品如何吸收, 發出, 或散射光. 這揭示了特性和化學成分.
什麼是分光光度計?
分光光度計是一種定量測量穿過樣品的光的透射或吸收的儀器. 它包含一個用於波長選擇和強度測量的光譜儀. 關鍵的附加組件是測量光強度的光度計.
在分光光度計中, 光譜儀將光分成波長，然後穿過樣品. 光度計檢測吸收了多少光. 微處理器將訊號轉換為吸光度或透射率值.
分光光度計可以根據樣品與光的相互作用對樣品進行定性和定量分析. 它們通常用於確定濃度, 識別分析物, 並研究動力學反應.
有什麼區別?
光譜儀和分光光度計密切相關, 但有一些關鍵的區別:
- 目的: 光譜儀表徵光成分; 分光光度計量化光吸收.
- 測量: 光譜儀測量發射/強度; 分光光度計測量吸光度/透射率.
- 成分: 光譜儀具有波長選擇器和偵測器; 分光光度計添加光度計.
- 數據: 光譜儀顯示強度光譜; 分光光度計給出吸收值.
- 用途: 光譜儀識別分子; 分光光度計測定濃度.
因此，雖然分光光度計包含一個分光計, 它還具有光度計並產生用於分析樣品的定量吸光度數據.
光譜儀如何運作?
光譜儀的工作原理是將光分散成不同的波長並測量每個波長的強度. 工作原理包括:
- 光源發出寬光譜的光.
- 波長選擇器 (棱鏡或光柵) 將光分成不同的波長.
- 樣品透過吸收與光相互作用, 排放, 或散射.
- 檢測器測量每個波長的光強度.
- 微處理器產生一個光譜，其中繪製了強度與波長的關係圖.
對光譜中發射或吸收峰值的分析揭示了有關樣品成分和特性的信息.
分光光度計如何運作?
分光光度計以光譜儀組件為基礎，用於量化樣品的光吸收:
- 光譜儀將光分成不同波長.
- 單色光穿過比色皿中的樣品.
- 光度計檢測有多少光透過樣品或被樣品吸收.
- 透過率 (%) 或顯示或列印吸光度值.
- 自動掃描波長以產生吸收光譜.
透過精確測量吸光度, 濃度, 動力學, 可以確定樣品的性質.
什麼是光譜測定法?
光譜測定是指對光譜儀或分光光度計產生的光譜進行定量測量和分析. 後綴 “-米” 表示進行測量的行為.
光譜測定的應用包括:
- 根據發射/吸收光譜識別分子
- 使用校準曲線確定未知濃度
- 透過追蹤光譜隨時間的變化來監測反應動力學
- 評估樣品屬性，例如顏色, 螢光, ETC.
光譜測量產生用於分析和解釋的實際數值光譜數據.
什麼是光譜學?
光譜學是指研究物質如何與電磁輻射相互作用. 它主要是一種定性方法，專注於了解吸收和發射特性.
光譜類型包括:
- 原子吸收/發射光譜
- 振動光譜 (紅外線的, 拉曼)
- 核磁共振 (核磁共振) 光譜學
- 電子能譜
- 螢光光譜
光譜學建立了光譜行為和樣品特性之間的關係, 作品, 和結構. 然而, 需要光譜儀和分光光度計來取得實驗光譜數據.
測量哪些波長範圍?
光譜儀和分光光度計設計用於在某些波長區域內工作:
- 紫外線 (紫外線):200-400 奈米
- 可見的:400-700 奈米
- 近紅外線 (近紅外線):700-2500 奈米
- 中紅外線:2500-25000 奈米
- 遠紅外線:25-1000 微米
特定光源, 波長選擇器, 並根據所需的光譜範圍選擇探測器. 紫外可見分光光度計, 和, 和螢光分光光度計是常見配置.
關鍵部件是什麼?
光譜儀和分光光度計共享相同的核心部件:
光源
- 鹵鎢, 氘, 和用於紫外-可見範圍的氙弧燈
- 紅外線發射源，例如 IR 範圍內的全域光源
- 拉曼光譜雷射
波長選擇器
- 棱鏡, 衍射光柵單色儀, 或過濾器
樣品架
- 碗, 小瓶, 持有者, 或固體端口, 液體, 和氣體樣品
偵測器
- 光電二極體, CCD, 光電倍增管 (光電倍增管)
顯示和軟體
- 螢幕, 列印輸出, 和電腦介面來取得和分析數據
組件的主要區別是什麼?
光譜儀和分光光度計的主要區別部件是光度計. 分光光度計包含一個專用光度計，可在與樣品相互作用後準確量化光強度. 這樣可以決定吸光度或透射率值.
專門用於成像的光譜儀可以使用多元件 CCD 偵測器或攝影系統，而不是單點光度計. 它們在表面上產生光譜成像數據.
分光光度計有哪些類型?
一些常見類型的分光光度計包括:
- 紫外可見分光光度計: 測量紫外線和可見光範圍內的光吸收 (200-800 奈米). 用於許多無機和有機化合物的定量.
- 紅外線分光光度計: 測量紅外光吸收, 允許識別化學鍵和官能基.
- 原子吸收分光光度計 (原子吸收光譜法): 利用汽化分析物原子對光的吸收來確定金屬和準金屬的濃度.
- 螢光分光光度計: 測量激發後樣本發出的螢光強度. 允許對具有天然或誘導螢光的樣品進行高靈敏度分析.
- 色度計: 用於測量比色測定和測試的光吸收的簡單分光光度計.
分光光度計有什麼用途?
分光光度計可在廣泛的領域進行定量和定性分析:
- 使用比爾定律確定未知濃度
- 監測隨時間變化的反應動力學
- 基於吸收光譜的化合物鑑定
- 品質控制和生產監控
- 藥品分析, 食品, 化學品
- 蛋白質和 DNA定量
- 醫學診斷和臨床分析
- 顏色測量
從生物化學實驗室到製造工廠, 分光光度計提供快速可靠的分析能力.
光譜儀有什麼用途?
光譜儀在許多領域也有不同的應用:
- 基於發射和吸收光譜的分子識別
- X射線分析, 伽瑪射線, 和帶電粒子
- 確定元素成分和同位素比
- 天文觀測與太空探索
- 測量光源的光譜輻射率
- 監測空氣和水質
- 遙感和高光譜成像
光譜儀提供有關樣品成分的基本信息, 結構, 能量學, 和物理過程.
結論
分光光度計和光譜儀是收集不同領域定性和定量光譜資料不可或缺的工具. 雖然密切相關, 了解主要差異可以為預期應用選擇最合適的儀器. 正確利用這些技術可以提供推動發現所需的光譜洞察力, 創新, 和突破
