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与色差仪原理有关的光谱知识

点击:         发布日期:2016-01-12
色差仪测量原理离不开光谱特性,光谱和色谱相互作用才能最终测量出产品的颜色信息。关于光谱的问题我们前面也说了一些,这里我们主要介绍一下四大光谱知识。四大光谱也是我们日常生活生产可以预到的光谱知识,一些比较高深复杂的光学理论还是留给科学家探讨研究吧,我们

色差仪测量原理离不开光谱特性,光谱和色谱相互作用才能最终测量出产品的颜色信息。关于光谱的问题我们前面也说了一些,这里我们主要介绍一下四大光谱知识。四大光谱也是我们日常生活生产可以预到的光谱知识,一些比较高深复杂的光学理论还是留给科学家探讨研究吧,我们只要知道我们平时常用的知识就好。

光具有波粒二象性这种说明大家应该不陌生,像色差仪这样光学检测设备可以实现测量都因为光存在这个特性。波粒二象性公式E=hν=hc/λ,λ=c/ν,V=1/ λ。
首先我们要了解分子总的能量E的组成,它包括E平动能,电子运动能E电、分子振动能量E振和分子转动能量E转。电磁波(光波)照射在物质上,分子吸收一部分辐射能量,但是这种吸收是量化的,即只要吸收某些特定频率的辐射,吸收的能量可以激发电子到较高的能级或分子振动能级和转动能级,从而产生特征的分子吸收光谱。其中电子能级差最大、振动能级差次之,转动能级差最小。只有恰好等于某个能级差时,分子才能吸收。 
现在我们学习一下什么是四大光谱,它们的范围是多大,它们的作用是什么。
①紫外光谱法:波长在200—400nm的近紫外光,激发n及π电子跃迁 
②红外光谱法:波长在2.5—15μm激发振动与转动 
③核磁共振波谱法:波长在无线电波1—1000m激发原子核自旋能级。 
④质谱不同于以上三谱,不属于吸收光谱。它不是描述一个分子吸收不同波长电磁波的能力,而是记录化合物蒸汽在高真空系统中,受到能量很小的电子束轰击后生成碎片正离子的情况。 
光吸收定律 
透射率T=透射光/入射光=I/I0,吸光度A=-logT=εbc(L-B定律)
物质吸收谱带的特征 
主要特征:位置(波长)及强度(几率)
 1、分子轨道形成与ζ,π及n轨道。 
处在分子轨道中的价电子主要涉及ζ,π,n,价电子的跃迁产生uv:ζ→ζ* π→π* n→n* 其能量次序大致为ζ<π<n<π*<ζ*据此,可以比较不同类型能级跃迁所需能量的大小,以及与吸收峰波长的关系。 
2、电子能级和跃迁类型 
ζ→δ* 200nm以下,远红外区,饱和碳氢化合物,例如,CH4λmax=125nm。 
n→π* 200-400nm,近红外区,适用于含杂原子的双键或杂原子上的孤电子对与碳上π电子形成p-π共轭,R带λmax=310nm。
π→π* 乙烯型E带,E1λmax=184nm ,E2λmax=204nm ;丁二烯型K带,λmax=217nm 苯型B带λmax=256nm。 
n→ζ* 200nm左右,含杂原子O,S,N,Br,I等类型的饱和化合物。例如,CH3OHλmax=183nm。 
3、助色团及其对光谱的影响 
助色团—OH,—OR,—NHR,—SH,—SR,—Cl,—Br,—I以及烷基等。烷基斥电基,蓝移;p-π共轭,红移。 5、溶剂极性影响。
光学知识太过复杂只是表面了解的信息量已经非常大,要想具体学习和分析是非常大的工作量,所以我们在使用色差仪的过场中只要简单知道他是光谱和色谱以及光电二极管处理器等多种电子元气件组成的一种精密仪器。
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