电场化学仪表第二节光电比色计与分光光度计的主要部件.ppt

1、第二节 光电比色计和分光光度计的主要部件,分析仪器组成：由光源、单色光器、比色皿、光电元件和检测显示等组成,一、光源,180400nm,直流350V80V工作电流300mA,二、单色光器,定义：用来获得单色光的器件,滤光片、棱镜、光栅,1.滤光片:由有色玻璃制成,作用：当复合光透过滤光片时，经滤光片选择性吸收，其透色光为一近似的单色光。,滤光片质量：用最大透光度T和T/2两点间的波长差衡量，其值越小越好，常规值在30100nm，干涉滤光片其值可小于5nm,复合滤光片:由两块有色玻璃联合使用,滤光片选择:滤光片透光率最大的波长与溶液最大的吸收波长相同或相近,互补原则、根据已知的被测物质的最大吸收

2、波长选择滤光片、曲线法,用普通光学玻璃制作其玻璃的透光范围在300nm以上；紫外区用石英玻璃,2.棱镜: 利用棱镜的散射作用，结合其他光学器件可获得多种单色光,当i1 i2时，最小，即最小偏向角,3.光栅,由刻有大量等宽、等距、平行线条的光学玻璃,特点：1cm内可达万条以上 刻痕都相当于不易透光的毛玻璃 利用光的衍射和干涉现象进行分光的,三、光电元件,作用：将光能转换成电能，转换方法基于光电效应.,光电效果：光是由能量为hv的粒子流组成，其打到不同性质的光电元件材料上时，可产生不同的光电效应。,应用：光电比色计、分光光度计的光电转换元件有光电管、光电倍增管和光电池,（一）光电管,光电流：当某一

3、频率的光照射阴极时,阴极材料中的电子获得足够的能量,从阴极表面逸出,在外电场的作用下奔向阳极,由此产生的电流为光电流。停止照射光电流便消失。,红 限：入射光的频率只有等于和大于某一极限频率时，才能产生光电流，该极限频率称为红限 特点：不同的材料制成的光电阴极红限不同，阴极材料用多种金属或金属化合物 例如：光电管GD-5（紫敏）是锑铯阴极，红限700nm GD-6(红敏)是银氧铯阴极，红限1700nm,逸出功(W)：电子从金属表面逸出需克服金属正离子的引力而做的功,不同材料逸出功不同。,3.光电管特性,光谱特性：当红时，光射到同一光电管的阴极，I0相同，但光电子数随频率的不同而变化的现象。,光电

4、特性：当光电管阴极和阳极间加一定电压时，光电流与入射光的光通量的关系,是将一标准黑体加热，温度升高到某一程度时颜色开始由红-浅红-白-蓝白-蓝，逐渐变化，利用这种光色变化的特性，某光源的光色与黑体在某一温度下呈现的光色相同时，我们将黑体当时的绝对温度K称为该光源的相关色温。,伏安特性：当光照一定时，光电管与工作电压的关系。 当电压达到一定值时，光电流不再增加,充气式,真空式,光电倍增管的供电模式,工作原理：在电场作用下，电极将被加速、轰击到第一倍增极上，发射出25倍的二次电子，依次类推，最后聚集到阳极上的电子数可达阴极电子数的106倍。,光电管噪声：暗电流和发射噪声,阴极和倍增电极的热电子发射

5、及玻璃外壳的漏电流引起,电流流经光电倍增管时引起的波动，是频率均匀的交流信号,光电管特点：灵敏度高，惰性小，放大倍数高，信噪比大、线性关系好等优点，同时需要负高压电源,（三）光电池,光电池基本结构：,光电池的基本结构就是一个PN结。按材料分，有硅、硒、硫化镉、砷化镓和无定型材料的光电池等。,硒光电池,照射前：硒和氧化镉的电子逸出功不同，氧化镉电子易向硒扩散形成正负偶电层（阻挡层）,照射后：硒中束缚电子吸收光子后变为自由电子，在阻挡层内电场的作用下，越过界面到达氧化镉和集电环，产生光生电动势,结构：,硒光电池的光谱特性,硒光电池的疲劳现象:强光照射下，光电流很快升高到一最大值，然后开始下降出现疲劳现象，光越强疲劳现象越显著，置于暗处恢复,硅光电池：在光照射下硅中的电子吸收光子能量，变成自由电子，自由电子穿过阻挡层，经