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主题：【讨论】通过比色皿的光束，那种更合理

浏览0 回复16 电梯直达
祥子
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发表于：2009/05/14 22:58:39 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
大家觉得那种光束更合理呢，如下图。





注：光线数量的变化，表示光被试液吸收的量。


其实我觉得是图一，平行光更合理。

不过，实际中，把白纸片，放入样品室，随着光路移动，会发现光斑大小是变化的。



另，在以前的讨论中，auto1235说过，在单色器中是没有透镜的，确实是这样，不过单色器可以看成是内光路，在外光路中是有透镜的，作用就是上图中所示。原子吸收中一般是这么分光路的。

这个帖子也是在原子吸收的一个帖子想到的问题。




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2009/5/14 23:38:06 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
如果要使用光纤，可能就是第二种（单色器+透镜）更合适了。
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老化验工
zlhuang0132
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2009/5/14 23:59:42 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
楼主提出了一个挺有意思的问题。赞同楼主的观点，图1更合理。
　　如果溶液没有吸光质点，无论是平行光还是聚焦再透射的光，在检测器上产生的光电流强度是相同的（就算是光能量守恒吧），但如果溶液中有吸光质点的话，两种情况的光电流强度就不会相等了，平行光的吸光度可能会大于聚集光的吸光度。原因是：溶液中焦点两侧的光路都呈圆锥体，进入此圆锥体的吸光物质只有平行光的1/3（数学知识），虽然光路中单位时间内的总光子数仍等于平行光情况，但毕竟吸光质点少了三分之二，故对光子的吸收应减少三分之二。
　　　需要说明的是：圆锥光路中的微分透光率的精确计算是复杂的，因为光路中的截面光子密度是渐变的，越接近焦点越大，因而光程中载面上的光子密度不是恒量，我想要精确计算需要积分得到。
　　　无论是平行光还是聚集光，只要初始光束的光强度恒定，理论上应该仍能满足朗-比定律，只是平行光的灵敏度高于聚集光（前者吸光质点多）。
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祥子
nemoium
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2009/5/15 0:00:06 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 tutm 发表:
如果要使用光纤，可能就是第二种（单色器+透镜）更合适了。


我可能想偏了。
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祥子
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2009/5/15 0:09:59 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 zlhuang0132 发表:
楼主提出了一个挺有意思的问题。赞同楼主的观点，图1更合理。
　　如果溶液没有吸光质点，无论是平行光还是聚焦再透射的光，在检测器上产生的光电流强度是相同的（就算是光能量守恒吧），但如果溶液中有吸光质点的话，两种情况的光电流强度就不会相等了，平行光的吸光度可能会大于聚集光的吸光度。原因是：溶液中焦点两侧的光路都呈圆锥体，进入此圆锥体的吸光物质只有平行光的1/3（数学知识），虽然光路中单位时间内的总光子数仍等于平行光情况，但毕竟吸光质点少了三分之二，故对光子的吸收应减少三分之二。
　　　需要说明的是：圆锥光路中的微分透光率的精确计算是复杂的，因为光路中的截面光子密度是渐变的，越接近焦点越大，因而光程中载面上的光子密度不是恒量，我想要精确计算需要积分得到。
　　　无论是平行光还是聚集光，只要初始光束的光强度恒定，理论上应该仍能满足朗-比定律，只是平行光的灵敏度高于聚集光（前者吸光质点多）。


您把我所想的都清晰的表达了，真是非常感动～，

这么晚还有这么清晰的思路，太厉害了。

简单的说，图1的灵敏度更高。

在火焰原子吸收中，可能是很关键的因素，但光度计中，可能就不那么重要了。


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祥子
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2009/5/15 8:47:41 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 nemoium 发表:
　　　因为光路中的截面光子密度是渐变的，越接近焦点越大，因而光程中载面上的光子密度不是恒量，　　


在比色皿光程上，光能量先是越来越集中，汇聚后又逐渐发散，隐约觉得这也是一种非线性因素。
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祥子
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2009/5/15 8:48:54 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
李昌厚的书上，谈到郎伯-比尔定律，如下图，强调的通过比色皿的光的平行行。


并在郎伯-比尔定律的可靠性中，谈到了这种会聚式入射的影响。

在上图中，θ为13.4度时，相对误差为0.51%。


在光度室的设计中，谈到了聚光镜的问题



注意上面图片中，提到出射狭缝在聚光透镜的焦点上，就是图1的示意。


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Last edit by nemoium
vandyke
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2009/5/15 16:33:23 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
朗伯比尔定律成立的前提之一就是单色平行光。会聚光或发散光都会引起定律的偏离。严谨的研究试验，对分光光度计的光束发散角也要详加考察
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hrcren
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2009/5/16 0:25:23 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
个人也觉得图1 的平行光的模式更好一些，6楼的nemoium的资料值得好好学习一下
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auto1235
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2009/5/16 0:35:42 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
图一是理想化的设计，实际应该没有采用这种设计的仪器。
等激光技术成熟了，这些都没有必要了。
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tutm
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2009/5/16 10:42:48 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 auto1235 发表:
图一是理想化的设计，实际应该没有采用这种设计的仪器。
等激光技术成熟了，这些都没有必要了。

可是激光并不能做光谱啊。
光源以后使用发光二极管倒是可能会很快的。
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