نحوه استفاده دستگاه اسپکتروفتومتر دو پرتویی

این صفحه یک طیف سنج جذب تابش اشعه ماوراء بنفش دو برابر را توصیف می کند. طراحی کلی اگر نور سفید را از طریق ماده رنگی عبور دهید ، مقداری از نور جذب می شود. به عنوان مثال ، محلول حاوی یونهای مایع هیدراته مس (II) به رنگ آبی کمرنگ به نظر می رسد زیرا محلول ، نور را از انتهای قرمز طیف جذب می کند. طول موجهای باقیمانده از نور در چشم و مغز ترکیب می شوند تا ظاهر سیان (آبی کم رنگ) ظاهر شود. برخی از مواد بی رنگ نیز نور را جذب می کنند - اما در منطقه فوق بنفش. از آنجا که ما نمی توانیم اشعه ماوراء بنفش را ببینیم ، متوجه این جذب نمی شویم. مواد مختلف طول موجهای متفاوتی از نور را جذب می کنند و از این طریق می توان برای شناسایی ماده - به عنوان مثال وجود یونهای فلزی خاص یا گروههای خاص در ترکیبات آلی استفاده کرد. در صورت وجود محلول ، میزان جذب به غلظت ماده نیز بستگی دارد. برای یافتن غلظت محلولهای بسیار رقیق می توان از اندازه گیری میزان جذب استفاده کرد. یک طیف سنج جذب روشی را که نور جذب شده توسط یک ماده در UV و طیف قابل مشاهده متفاوت است ، اندازه گیری می کند. یک طیف سنج ساده پرتو دوتایی ما با نمودار کامل شروع خواهیم کرد و سپس دقیقاً توضیح می دهیم که در هر مرحله چه اتفاقی می افتد. منبع نور شما به یک منبع نوری نیاز دارید که به کل طیف مرئی به علاوه ماوراء بنفش نزدیک نزدیک باشد به طوری که دامنه شما را از حدود 200 نانومتر تا حدود 800 نانومتر پوشش می دهد. (این نیز کمی به مادون قرمز نزدیک نزدیک گسترش می یابد.) شما نمی توانید این لامپ از طول موج را از یک لامپ منفرد بدست آورید ، بنابراین از ترکیبی از دو استفاده می شود - یک لامپ دوتریوم برای قسمت UV طیف و یک لامپ تنگستن / هالوژن برای قسمت قابل مشاهده. خروجی ترکیبی این دو لامپ به یک توری پراش متمرکز شده است. توری پراش و شکاف شما احتمالاً با روشی که یک منشور نور را به رنگ اجزای آن تقسیم می کند ، آشنا هستید. توری پراش همان کار را انجام می دهد ، اما کارآمدتر است. فلش های آبی نحوه ارسال طول موج های مختلف نور را در جهت های مختلف نشان می دهند. شکاف فقط اجازه می دهد تا نور طیف بسیار باریکی از طول موج را به داخل بقیه طیف سنج برساند. با چرخش تدریجی توری پراش ، می توانید نور را از کل طیف (یک قسمت کوچک از دامنه در یک زمان) به داخل بقیه ابزار اجازه دهید. دیسک های چرخان این بیت هوشمندانه است! هر دیسک از تعدادی بخش مختلف تشکیل شده است. کسانی که در دستگاهی که ما توصیف می کنیم دارای سه بخش مختلف هستند - طرح های دیگر ممکن است عدد متفاوتی داشته باشند. نوری که از توری و شکاف پراش ایجاد می شود به دیسک چرخان ضربه می زند و یکی از سه مورد ممکن است رخ دهد. اگر به قسمت شفاف برخورد کند ، مستقیماً از آن عبور کرده و از داخل سلول که حاوی نمونه است عبور می کند. سپس توسط یک آینه بر روی دیسک چرخان دوم گزاف گویی می شود. این دیسک به گونه ای در حال چرخش است که وقتی نور از دیسک اول می رسد ، با بخش آینه شده دیسک دوم دیدار می کند. که آن را به سمت آشکارساز پرتاب می کند. این مسیر قرمز را در نمودار دنبال می کند: اسپکتروفتومتر اگر پرتوی اصلی نور از شکاف به قسمت آیینه شده اول دیسک چرخان برخورد کند ، در طول مسیر سبز کمرنگ می شود. بعد از آینه ، از یک سلول مرجع عبور می کند (بیشتر درباره آن بعداً). سرانجام نور به دیسک دوم می رسد که به گونه ای در حال چرخش است که بخش شفاف را برآورده می کند. مستقیماً به سمت ردیاب می رود. اگر نور با اولین دیسک در بخش سیاه ملاقات کند ، مسدود می شود - و در مدت زمان بسیار کوتاهی هیچ نوری از طیف سنج عبور نمی کند. این فقط به کامپیوتر اجازه می دهد تا در صورت عدم وجود هر گونه نوری ، از هر جریان تولید شده توسط ردیاب کمک هزینه دریافت کند. نمونه و سلولهای مرجع این ظروف شیشه ای مستطیل کوچک یا کوارتز هستند. آنها اغلب به گونه ای طراحی شده اند که پرتوی نوری از فاصله 1 سانتی متر از طریق محتویات عبور کند. سلول نمونه حاوی محلول ماده ای است که شما آزمایش می کنید - معمولاً بسیار رقیق. حلال به گونه ای انتخاب شده است که مقدار قابل توجهی از نور را در محدوده طول موج مورد نظر ما جذب نمی کند (200 - 800 نانومتر). سلول مرجع فقط حاوی حلال خالص است. ردیاب و کامپیوتر ردیاب نور ورودی را به جریان تبدیل می کند. هرچه جریان بیشتر باشد ، شدت نور بیشتر می شود. برای هر طول موج از نور که از طیف سنج عبور می کند ، شدت نوری که از سلول مرجع عبور می کند اندازه گیری می شود. این معمولاً به Io گفته می شود - یعنی من برای شدت. شدت نور عبور از سلول نمونه نیز برای آن طول موج اندازه گیری می شود - با توجه به نماد ، من: اگر من کمتر از Io باشم ، بدیهی است که نمونه مقداری از نور را جذب کرده است. سپس یک بیت ساده از ریاضیات در رایانه انجام می شود تا این امر به چیزی به نام جذب نمونه تبدیل شود - با توجه به نماد ، A: به دلایلی که وقتی کمی از تئوری در صفحه دیگری انجام می دهیم واضح تر خواهد شد ، رابطه بین A و دو شدت است نحوه استفاده دستگاه اسپکتروفتومتر دو پرتویی