一、可見(jiàn)分光光度計(jì)概述

　　可見(jiàn)分光光度計(jì)是一種檢測(cè)物質(zhì)濃度的主要儀器，用于分析各種化學(xué)物質(zhì)、生物物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)等的濃度。它是利用一系列光學(xué)組件將光線聚焦成一個(gè)較小的束，然后通過(guò)樣品，通過(guò)樣品后再進(jìn)行檢測(cè)?？梢?jiàn)分光光度計(jì)可用于吸收光譜、熒光光譜、磷光光譜等光學(xué)檢測(cè)。

　　二、可見(jiàn)分光光度計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

　　1. 光源：光源是一個(gè)較大的燈泡，通常使用一種特殊的電弧燈泡。此外，還有浸漬氣體燈（Neon，Argon，Krypton等等），燈管可根據(jù)不同波長(zhǎng)進(jìn)行選擇，以便讓光波達(dá)到特定的波長(zhǎng)。

　　2. 光柵：光柵通常由一塊薄片透明材料組成，在薄片的表面上成形一系列的光柵（即光柵表面）。光柵的制作方式有機(jī)械刻劃、干涉法、光刻技術(shù)等多種方式。

　　3. 光學(xué)路徑：光學(xué)路徑指的是從光源到樣品再到檢測(cè)器之間的路徑。光學(xué)路徑長(zhǎng)短直接影響到測(cè)量的靈敏度。為了減少光路中的雜光和信號(hào)噪聲，通常使用一個(gè)較長(zhǎng)的光學(xué)路徑。

　　4. 檢測(cè)器：檢測(cè)器一般采用光電倍增管或光導(dǎo)法接收光信號(hào)，然后將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。電信號(hào)隨后通過(guò)一個(gè)放大器進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

　　5. 數(shù)據(jù)處理：在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，需要使用一些特定的數(shù)學(xué)公式來(lái)計(jì)算樣品中的成分濃度或其他相關(guān)參數(shù)。這些公式通常是基于光的吸收特性和比色法等原理來(lái)計(jì)算得出的。

　　三、應(yīng)用

　　可見(jiàn)分光光度計(jì)是生物和化學(xué)領(lǐng)域常用的儀器之一，廣泛應(yīng)用于分析分子結(jié)構(gòu)、測(cè)量樣品的吸收光譜和熒光光譜等。主要在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、制藥和化學(xué)工藝等方面發(fā)揮著重要的作用。

　　四、 優(yōu)勢(shì)和局限

　　1. 優(yōu)勢(shì)：

　　可見(jiàn)分光光度計(jì)相對(duì)于其他分析儀器而言，具有的靈敏度和選擇性，其性能可以讓它被廣泛應(yīng)用于各種生物和化學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)，其價(jià)格相對(duì)較低，容易操作和維護(hù)。

　　2. 局限：

　　可見(jiàn)分光光度計(jì)在實(shí)際中的應(yīng)用受到一些因素的限制，例如光的散射和樣品的著色對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；同時(shí)，光柵的大多數(shù)波長(zhǎng)范圍受到特定的限制，這意味著可能需要更換光柵才能滿足不同的實(shí)驗(yàn)需求。

　　A、公元前390年前

　　我國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)之際，墨翟和他的弟子們記載了關(guān)于光的直線傳播和光在鏡面（凹面和凸面）上的反射等現(xiàn)象，并提出了一系列經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，把物和象的位置與大小與所用鏡面的曲率了起來(lái)。

　　B、公元50-168年間

　　克萊門德和托勒密研究了光的折射現(xiàn)象，zui先測(cè)定了光通過(guò)兩種介質(zhì)分界面時(shí)的入射角和折射角。培根（R.Bacon，公元1214-1294年）提出用透鏡校正視力和采用透鏡組構(gòu)成望遠(yuǎn)鏡的可能性，并描述過(guò)透鏡焦點(diǎn)的位置。

　　C、到十五世紀(jì)末和十八世紀(jì)初

　　凹面鏡、凸面鏡、眼鏡、透鏡以及暗箱和幻燈等光學(xué)元件已相繼出現(xiàn)。在這時(shí)期建立了光的反射和折射定律，奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)。荷蘭李普塞在1608年發(fā)明了*架望遠(yuǎn)鏡。十世紀(jì)初延森（Z.Janssen，1588-1632）和馮特納zui早制作了復(fù)合顯微鏡。1610年伽里略（1564-1642年）用自己制造的望遠(yuǎn)鏡觀察星體，發(fā)現(xiàn)了繞木星運(yùn)行的衛(wèi)星，這給哥白尼關(guān)于地球繞日運(yùn)轉(zhuǎn)的日心說(shuō)提供了強(qiáng)有力的證據(jù)。開(kāi)普勒（1571-1630年）匯集了前人的光學(xué)知識(shí)，他提出了用點(diǎn)光源照明時(shí)，照度與受照面到光源距離的平方成反比的照度定律。他還設(shè)計(jì)了幾種新型的望遠(yuǎn)鏡，特別是用兩塊凸透鏡構(gòu)成的開(kāi)普勒天文望遠(yuǎn)鏡。至于折射定律的公式則是斯涅耳（W.Snell,1591-1626年）和笛卡兒（R.Descares，1596-1650年）提出的。接著費(fèi)馬（P.de Fermat，（1601-1665）在1657年首先指出光在介質(zhì)中傳播時(shí)所走路程取極值的原理，并根據(jù)這個(gè)原理推出光的反射定律和折射定律。綜上所述，到十七世紀(jì)中葉，基本上已經(jīng)奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)。意大利人格里馬第（F.M.Grimaldi,1618-1663年）首先觀察到光的衍射現(xiàn)象，1672-1675年間胡克（R.Hooke，1635-1703年）也觀察到衍射現(xiàn)象，并且和波義耳（R.Boyle，1627-1691年）獨(dú)立地研究了薄膜所產(chǎn)生的彩色干涉條紋，所有這些都是光的波動(dòng)理論的萌芽。十七世紀(jì)下半葉，牛頓（I.Newton，1642-1727年）和惠更斯（C.Huygens，1629-1695年）等把光的研究引向進(jìn)一步發(fā)展的道路。牛頓還仔細(xì)觀察了白光在空氣薄層上干涉時(shí)所產(chǎn)生的彩色條紋—牛頓圈，從而認(rèn)識(shí)了顏色和空氣層厚度之間的關(guān)系。牛頓于公元1704年提出了光是微粒流的理論。他認(rèn)為這些微粒從光源飛出來(lái)，在真空或均勻物質(zhì)定律，然而在解釋牛頓直線運(yùn)動(dòng)，并以此觀點(diǎn)解釋光的反射和折射定律。然而在解釋牛頓圈時(shí)，卻遇到了困難，同時(shí)，這種微粒流的假設(shè)也難以說(shuō)明光在繞過(guò)障礙物之后所發(fā)生的衍射現(xiàn)象?；莞狗磳?duì)光的微粒說(shuō)，認(rèn)為光是在“以太”中傳播的波。惠更斯不僅成功地解釋了反射和折射定律，還解釋了方解石的雙折射現(xiàn)象。這一時(shí)期中，在以牛頓為代表的微粒說(shuō)占統(tǒng)治地位的同時(shí)，由于相繼發(fā)現(xiàn)了干涉、衍射和偏振等光的波動(dòng)現(xiàn)象，以惠更斯為代表的波動(dòng)說(shuō)也初步提出來(lái)了。

　　D：十九世紀(jì)光學(xué)的發(fā)展

　　到了十九世紀(jì)，初步發(fā)展起來(lái)的波動(dòng)光學(xué)體系已經(jīng)形成。楊（T.Young，1773-1829年）和菲涅耳（A.J.Fresnel，1788-1827年）的著作在這里起著決定性的作用。1801年楊氏zui先用干涉原理令人滿意地解釋了白光照射下薄膜顏色的由來(lái)和用雙縫顯示了光的干涉現(xiàn)象，并*次成功地測(cè)定了光的波長(zhǎng)。1815年菲涅耳用楊氏干涉原理補(bǔ)充了惠更斯原理，形成了人們所熟知的惠更斯——菲涅耳原理。1808年馬呂（E.L.Malus，1775-1812年）偶然發(fā)現(xiàn)光在兩種介質(zhì)界面上反射時(shí)的偏振現(xiàn)象。為了解釋這些現(xiàn)象，楊氏在1817年提出了光波和弦中傳播的波相仿的假設(shè)，認(rèn)為它是一種橫波。菲涅耳進(jìn)一步完善了這一觀點(diǎn)并導(dǎo)出了菲涅耳公式。1845年法拉第（M.Faraday，1791-1867年）發(fā)現(xiàn)了光的振動(dòng)面在強(qiáng)磁場(chǎng)中的旋轉(zhuǎn)，提示了光現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象的內(nèi)在。1856年韋伯（W.E.Weber,1804-1891年）和柯?tīng)杽谒梗≧.Koh-Lrausch，1809-1858年）在萊比錫做的電學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)電荷的電磁單位和靜電單位的比值等于光在真空中的傳播速度，即3×108米/秒。麥克斯韋（J.C.Maxwell，1831-1879年）在1865年的理論研究中指出，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的改變不會(huì)局限在空間的某部分，而是以數(shù)值等于電荷的電磁單位與靜電單位的比值的速度傳播的，即電磁波以光速傳播，這說(shuō)明光是一種電磁現(xiàn)象。這個(gè)理論在1888年被赫茲（H.R.Hertz，1857-1894年）的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，他直接從頻率和波長(zhǎng)來(lái)測(cè)定電磁波的傳播速度，發(fā)現(xiàn)它恰好等于光速，至此，就確立了光的電磁理論基礎(chǔ)。十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)初，光學(xué)的研究深入到光的發(fā)生、光和物質(zhì)相互作用的某些現(xiàn)象，例如熾熱黑體輻射中能量按波長(zhǎng)分布的,特別是1887年赫茲發(fā)現(xiàn)的光電效應(yīng)。1900年普朗克（1858-1947年）提出了輻射的量子論，認(rèn)為各種頻率的電磁波只能是電磁波（或光）的頻率與普朗克常數(shù)乘的整數(shù)倍，成功地解釋了黑體輻射問(wèn)題。1905年愛(ài)因斯坦（1879-1955年）發(fā)展了普朗克的能量子假設(shè)，把量子論貫穿到整個(gè)輻射和吸收過(guò)程中，提出了杰出的光量子（光子）理論，圓滿解釋了光電效應(yīng)，并為后來(lái)的許多實(shí)驗(yàn)例如康普頓效應(yīng)所證實(shí)。1924年德布羅意（L.V.de Broglie，1892- ）創(chuàng)立了物質(zhì)波學(xué)說(shuō)。他大膽地設(shè)想每一物質(zhì)的粒子都和一定的波相，這一假設(shè)在1927年為戴維孫（C.J.Davisson，1881-1958）和革末（L.H.Germer，1896-1971年）的電子束衍射實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。

　　E、現(xiàn)代光學(xué)時(shí)期

　　從本世紀(jì)六十年代起，特別在激光問(wèn)世以后，由于光學(xué)與許多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域緊密結(jié)合、相互滲透，一度沉寂的光學(xué)又煥發(fā)了青春，以的規(guī)模和速度飛速度飛速發(fā)展，它已成為現(xiàn)代物理學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)一塊重要的前沿陣地，同時(shí)又派生了許多嶄新的分支學(xué)科。 1958年肖絡(luò)（A.L.Schawlow）和湯斯（C.H.Townes）等提出把微波量子放大器的原理推廣到光頻率段中去，1960年梅曼首先成功地制成了紅寶石激光器。自此以后，激光科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，在激光物理、激光技術(shù)和激光技術(shù)和激光應(yīng)用等各方面都取得了巨大的進(jìn)展。同時(shí)全息攝影術(shù)已在全息顯微術(shù)、信息存貯、象差平衡、信息編碼、全息干涉量度、聲波全息和紅外全息等方面獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。光學(xué)纖維已發(fā)展成為一種新型的光學(xué)元件，為光學(xué)窺視（傳光傳像）和光通訊的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件，它已成為某些新型光學(xué)系統(tǒng)和某些特殊激光器的組成部分?？梢灶A(yù)期光計(jì)算機(jī)將成為新一代的計(jì)算機(jī)，想象中的光計(jì)算機(jī)，由于采取了光信息存儲(chǔ)，并充分吸收了光并行處理的特點(diǎn)，它的運(yùn)算速度將會(huì)成千倍地增加，信息存儲(chǔ)能力可望獲得極大的提高，甚至可能代替人腦的部分功能?？傊?，現(xiàn)代光學(xué)與其他科學(xué)和技術(shù)的結(jié)合，已在人們的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著日益重大的作用和影響，正在成為人們認(rèn)識(shí)自然、改造自然以及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的越來(lái)越強(qiáng)有力的。

　　F、光的波粒二相性

　　人們對(duì)電磁輻射兩重性的認(rèn)識(shí)爭(zhēng)論了很久，有兩種說(shuō)法：一是粒子說(shuō)，把光看成微粒子，認(rèn)為光與物質(zhì)相互作用的現(xiàn)象（如吸收、發(fā)射、反射等）表明光是具有不連續(xù)能量的微粒，光具有粒子性；二是波動(dòng)說(shuō)，把光看成一種波，它可以反射、衍射、干涉、折射、散射、傳播等，它可用速度、頻率、波長(zhǎng)等參數(shù)來(lái)描述，這表明光具有波的性質(zhì)。到1900年，普朗克提出量子論，把電磁輻射的粒子說(shuō)和和波動(dòng)說(shuō)起來(lái)，并提出了光量子（光子）能量與電磁輻射的頻率有關(guān)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

　　E=hv=hc/λ

　　E：輻射的光子能量J

　　h：普朗克常數(shù)

　　v：輻射的頻率

　　c：光速

　　λ：波長(zhǎng)

　　從普朗克的理論我們發(fā)現(xiàn)：光具有波的性質(zhì)，同時(shí)又具有粒子的性質(zhì)。

　　λ