分光光度计波长误差的产生和控制方法

分光光度计波长误差的产生和控制方法

代兵

辽宁省铁岭市计量测试所 辽宁铁岭 112000

摘要：在研究中发现，分光光度计的使用可以使得光源能够得到合理的划分，并且划分好的光源在还有非常广泛的应用，这也从侧面介绍了分光光度计的功能。但是在分管光度计的使用过程中，经常会因为波长难以受到控制而产生误差，这些误差的产生使得整个分管光度计的使用和发展受到阻碍，因此这就需要对分光光度计由于波长而产生的误差进行详细的分析，并从根本的角度上提出解决对策。

关键词：分光光度计；波长标准器；波长误差；控制

引言

分光光度分析的原理是根据物质对于不同波长的光波具有选择性吸收的特点而建立起来的分析方法，遵守朗伯—比尔定律。分光光度计的入射光为连续变化并具有一定波长的单色光，它通常利用棱镜或光栅分光来取得单色光，使单色光连续地依次通过溶液，并测量该溶液对每一波长辐射的吸收，就可以得到吸收光谱曲线。此方法是一种成熟的分析方法，因为准确度和灵敏度较高、相对误差小，仪器结构简单，操作简便，因而得到了普及。为了有效控制测量过程中产生的误差，需要对分光光度计误差的产生原因和控制方法进行分析。

1测量准确度的误差来源分析

总的来说这种仪器在使用的过程中非常容易出现误差，但是影响这项仪器正常使用而产生误差的原因并不是单一的，而是通过多个方面表现出来的。因此这就需要对产生误差的原因进行全面的分析。对误差的分析可以从仪器本身的测量原理上入手，这主要是根据物理学上常说的光吸收定律中使用的测量溶液浓度进行分析。

而且从理论上来说，在进行仪器测量的过程中所使用的入射光通常是单色光，这就需要使用与单色光匹配的单色器进行测量。使用这种测量方式产生误差的根本原因在于单色器的性能与种类，其主要原则在于通过单色光进行测量，其自身的单峰曲线与理论上的单色光之间还存在一些区别，这几种区别就使得误差大幅度的增加。而且出现的误差还会影响设备自身的仪器检测准确度。在长时间光波研究过程中发现波长的正确性在很大的程度上是需要通过现在社会上存在的波长误差进行表示的，而且波长误差的存在还是分光光度计使用过程中需要表现出来的一项指标，其重点反映的是波长测量与真实数值之间存在的差距。通过长时间的光学研究可以清楚的发现在测定中对分光光度计的检测过程中出现误差的原因主要有三个方面。第一，由于波长与实际的标准之间存在差异，导致光波在带入的过程中出现与实际数值不相符的地方，这些不相符的地方就会形成波长误差。第二，由于光源是一种不稳定的物理现象，这就使得在进行光波测量的过程中，波长与实际的波长存在一些差距，这些差距就会使得整个测量的结果出现误差。第三，在进行波长测量的过程中是需要对波长进行合理的调整，在调整之后进行波长带入也会出现相应的误差。

2检定用波长标准器的使用与误差控制

分光光度计的波长误差是通过对已知标准参考波长的器具或物质的测量得到的。具有标准参考波长的器具或物质简称为波长标准器，它主要有三大类：（1）具有发射线光谱的气体放电灯，如汞灯、氘灯等；（2）具有尖锐吸收峰的物质，如氧化钬溶液、氧化钬玻璃、镨钕溶液、镨钕玻璃等；（3）干涉滤光片。

2.1具有发射线光谱的气体放电灯

这种检定方法是采用具有特征发射谱线的元素光谱灯产生的特征谱线来对仪器波长准确度进行检查的。因为它们发射的是线状光谱，谱线的特征性强，准确度高，因此具有发射线光谱的气体放电灯被称为波长准确度的第一标准。

（1）汞灯

因其特征值稳定，故仪器制造厂常使用汞灯来检验波长准确度。汞灯分为高压汞灯和低压汞灯。高压汞灯具有强度高，谱线多的特点，但也有体积大，笨重的缺点，故只适用于仪器制造厂。低压汞灯相对高压汞灯具有体积小、携带方便、便于安装的特点，故可用于一般的仪器检定。检定时，将低压汞灯置于仪器光源灯的位置，然后对汞谱线进行扫描。但由于用汞灯替代了仪器的光源灯，因此不能全面反映仪器自身光源位置下的波长误差；且汞灯位置的具体情况也影响了波长检定的结果，容易引入人为的误差；而且仪器的光源灯被低压汞灯所替代，当检定完成时，恢复仪器光源灯，容易造成位置上的变动，引入新的误差。

（2）氢灯和氘灯

氢灯和氘灯在紫外区具有连续光谱，故一般作为紫外一可见分光光度计紫外区的光源。它具有汞灯的优点，而且其本身是仪器的光源，检定时不用更换光源灯，故可以避免更换光源灯引起的位置误差及其带入的人为误差。氢灯和氘灯的缺点是谱线少，不能覆盖全部的波长范围。所以用它检定时，还需配合能覆盖其它波长的检测工具。

2.2具有尖锐吸收峰的物质

具有尖锐吸收峰的物质具有以下几个特点：使用方便，因其检定时只需将标准器放入样品室，而不象低压汞灯需替换仪器的光源灯，故避免了因此引入的误差；标准器的波长标准值具有不确定性，此类标准器的波长标准易受许多方面的影响，且参考波长值是在不同带宽下测得的，故引用时必需对应不同带宽下的波长标准值才能保证正确性。

2.3干涉滤光片

干涉滤光片的特点是每一个滤光片只有单一的吸收峰，不易产生人为判断误差，且携带方便。但它的缺点是波长容易发生漂移，必需对其标准值进行定期的检定，而标定时必然带入其它误差。故当用干涉滤光片检定仪器的波长误差为零时，也不能认为仪器的波长误差为零。因干涉滤光片准确度低的特点，故只适用于检定低准确度的可见分光光度计，而不宜用于紫外可见分光光度计的检定。

2.4各类波长标准器的使用选择性

因紫外可见分光光度计的波长准确度较高，故只能用第一类具有发射线光谱的气体放电灯和第二类具有尖锐吸收峰的物质，又因紫外可见分光光度计一般装有氢灯和氘灯，而其特征谱线集中在紫外区，因而紫外可见分光光度计波长的检定可采用氢灯、氘灯和氧化钬玻璃滤光片相结合的方法。

3仪器自身结构误差的控制

波长机构误差来源于仪器单色系统与波长装置在制造中的缺陷，主要由生产厂家在生产过程中产生，这种结构误差无法通过简单的调装来消除。波长调整误差是由于单色系统与波长装置未调整最佳状态造成的，由此产生的误差有时可能很大，但可以通过调整减小或消除。

4结束语

总的来说再现在社会上进行光波测量的分光光度计在使用的过程中经常会出现一些误差。这些误差的出现的范围是非常广泛的，因此这就需要对误差出现的原因和影响光波测量的因素进行全面的分析，并且需要根据分析结果找出解决对策。只有这样才能够使得在现在社会上对光波波长的测量能够准确的进行，进一步为我国光学事业的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

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