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與色差儀原理有關的光譜知識

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與色差儀原理有關的光譜知識

發布時間:2016-01-12 瀏覽:1118 次

色差儀測量原理離不開光譜特性,光譜和色譜相互作用才能最終測量出產品的顏色信息。關于光譜的問題我們前面也說了一些,這里我們主要介紹一下四大光譜知識。四大光譜也是我們日常生活生產可以預到的光譜知識,一些比較高深復雜的光學理論還是留給科學家探討研究吧,我們只要知道我們平時常用的知識就好。

光具有波粒二象性這種說明大家應該不陌生,像色差儀這樣光學檢測設備可以實現測量都因為光存在這個特性。波粒二象性公式E=hν=hc/λ,λ=c/ν,V=1/ λ。
首先我們要了解分子總的能量E的組成,它包括E平動能,電子運動能E電、分子振動能量E振和分子轉動能量E轉。電磁波(光波)照射在物質上,分子吸收一部分輻射能量,但是這種吸收是量化的,即只要吸收某些特定頻率的輻射,吸收的能量可以激發電子到較高的能級或分子振動能級和轉動能級,從而產生特征的分子吸收光譜。其中電子能級差最大、振動能級差次之,轉動能級差最小。只有恰好等于某個能級差時,分子才能吸收。 
現在我們學習一下什么是四大光譜,它們的范圍是多大,它們的作用是什么。
①紫外光譜法:波長在200—400nm的近紫外光,激發n及π電子躍遷 
②紅外光譜法:波長在2.5—15μm激發振動與轉動 
③核磁共振波譜法:波長在無線電波1—1000m激發原子核自旋能級。 
④質譜不同于以上三譜,不屬于吸收光譜。它不是描述一個分子吸收不同波長電磁波的能力,而是記錄化合物蒸汽在高真空系統中,受到能量很小的電子束轟擊后生成碎片正離子的情況。 
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)
物質吸收譜帶的特征 
主要特征:位置(波長)及強度(幾率)
 1、分子軌道形成與ζ,π及n軌道。 
處在分子軌道中的價電子主要涉及ζ,π,n,價電子的躍遷產生uv:ζ→ζ* π→π* n→n* 其能量次序大致為ζ<π<n<π*<ζ*據此,可以比較不同類型能級躍遷所需能量的大小,以及與吸收峰波長的關系。 
2、電子能級和躍遷類型 
ζ→δ* 200nm以下,遠紅外區,飽和碳氫化合物,例如,CH4λmax=125nm。 
n→π* 200-400nm,近紅外區,適用于含雜原子的雙鍵或雜原子上的孤電子對與碳上π電子形成p-π共軛,R帶λmax=310nm。
π→π* 乙烯型E帶,E1λmax=184nm ,E2λmax=204nm ;丁二烯型K帶,λmax=217nm 苯型B帶λmax=256nm。 
n→ζ* 200nm左右,含雜原子O,S,N,Br,I等類型的飽和化合物。例如,CH3OHλmax=183nm。 
3、助色團及其對光譜的影響 
助色團—OH,—OR,—NHR,—SH,—SR,—Cl,—Br,—I以及烷基等。烷基斥電基,藍移;p-π共軛,紅移。 5、溶劑極性影響。
光學知識太過復雜只是表面了解的信息量已經非常大,要想具體學習和分析是非常大的工作量,所以我們在使用色差儀的過場中只要簡單知道他是光譜和色譜以及光電二極管處理器等多種電子元氣件組成的一種精密儀器。
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