光吸收检测:科学原理与实际应用解析

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光吸收检测:科学原理与实际应用解析

概括

光吸收是指物质吸收某一特定波长或范围内的光能的现象。在自然界和科学研究中,光吸收的过程在很多领域都起着至关重要的作用。例如,在环境监测、化学分析、材料科学等领域,光吸收检测为我们提供了深入理解物质性质和行为的重要手段。本篇文章将科学严谨地探讨光吸收检测的相关原理与应用,并阐述如何通过现代技术进行精确检测。

检测样品

在进行光吸收检测时,所使用的样品种类多样,通常根据研究的需求和检测的目标不同选择不同的样品。例如,液体样品常用于化学分析和药物检测,气体样品则应用于空气质量监测和气体成分分析。此外,固体样品也常用于材料科学研究,尤其是对半导体、纳米材料等的光学性质分析。对于每种类型的样品,光吸收的机制和行为可能存在差异,因此,选择合适的样品对于检测的准确性至关重要。

检测项目

光吸收检测主要涵盖以下几个项目:

  • 吸收光谱分析:通过分析不同波长下的吸光度,研究样品的光学性质。
  • 吸收强度测定:定量评估光吸收的强度,以了解样品的物质成分或浓度。
  • 吸光度与浓度的关系:依据比尔-朗伯定律,通过吸光度计算样品的浓度。
  • 光的透过率分析:通过测量透过的光量来研究样品的光学特性。

检测仪器

进行光吸收检测时,选择合适的仪器是关键。常见的检测仪器包括:

  • 紫外可见光分光光度计:用于测量紫外至可见光范围内的吸收光谱,广泛应用于化学分析、环境监测及生物学研究。
  • 红外光谱仪:通过测量红外光的吸收,分析分子结构和物质成分。
  • 傅里叶变换红外光谱仪(FTIR):能够提供高分辨率的光谱信息,特别适用于复杂样品的分析。
  • 光纤光谱仪:用于高灵敏度、实时光吸收监测,常应用于在线监测和实验室分析。

检测方法

光吸收的检测方法主要依赖于光谱分析技术。最常用的检测方法包括:

  • 比尔-朗伯定律法:基于光通过样品后的吸光度与样品浓度成正比的关系,通过测定吸光度来推算样品的浓度。
  • 光谱扫描法:在一定的波长范围内扫描样品,记录其吸收光谱,进而分析样品的光学特性。
  • 透射率法:通过测量通过样品的光强度,计算其透过率,并与吸收率进行对比,评估样品的吸光特性。
  • 多光谱分析法:采用多种波长的光源进行同时测量,获得样品的多维吸光信息,提高检测的准确性。

检测标准(部分)

《 T/AHEPI 04-2022 温室气体通量监测技术规范 可调谐半导体激光吸收光谱法 》标准简介

  • 标准名称:温室气体通量监测技术规范 可调谐半导体激光吸收光谱法
  • 标准号:T/AHEPI 04-2022
    中国标准分类号:N772
  • 发布日期:2022-12-20
    国际标准分类号:13.040.20
  • 实施日期:2023-01-03
    团体名称:安徽省环境保护产业协会
  • 标准分类:N 水利、环境和公共设施管理业环保、保健和安全
  • 内容简介:

    本文件规定了温室气体通量监测的定义、监测目标、监测系统、监测方法、数据质量控制、系统维护要求

《 T/GDCKCJH 027-2020 稀土掺杂激光玻璃光吸收和荧光特性测试方法 》标准简介

  • 标准名称:稀土掺杂激光玻璃光吸收和荧光特性测试方法
  • 标准号:T/GDCKCJH 027-2020
    中国标准分类号:L51/M732
  • 发布日期:2020-08-28
    国际标准分类号:17.180.01
  • 实施日期:2020-10-01
    团体名称:广东省测量控制技术与装备应用促进会
  • 标准分类:L 租赁和商务服务业计量学和测量、物理现象
  • 内容简介:

    本标准适用于稀土掺杂激光玻璃光吸收和荧光特性的测试,包括玻璃中稀土离子浓度、玻璃吸收光谱、荧光峰值波长、荧光波长范围、荧光半波峰宽度、荧光寿命、稀土离子光吸收截面等参数本标准规定了稀土掺杂激光玻璃光吸收和荧光特性测试相关的术语和定义、测量原理、测试方法等,包括玻璃中稀土离子浓度、玻璃吸收光谱、荧光峰值波长、荧光波长范围、荧光半波峰宽度、荧光寿命、稀土离子光吸收截面等参数

《 SY/T 7379-2017 天然气 水含量的测定 激光吸收光谱法 》标准简介

  • 标准名称:天然气 水含量的测定 激光吸收光谱法
  • 标准号:SY/T 7379-2017
    中国标准分类号:E24
  • 发布日期:2017-11-15
    国际标准分类号:75.060
  • 实施日期:2018-03-01
    技术归口:全国天然气标准化技术委员会(SAC/TC244)
  • 代替标准:
    主管部门:国家能源局
  • 标准分类:石油及相关技术采矿业SY 石油天然气
  • 内容简介:

    行业标准《天然气 水含量的测定 激光吸收光谱法》,主管部门为国家能源局。本标准规定了使用激光吸收光谱(tunablediodelaserabsorptionspectroscopy,缩写为TDLAS)分析仪,现场测量天然气中水含量的方法。本标准适用于经处理的管输天然气,水含量的范围为1μL/L~5000μL/L。在特殊环境下,天然气水含量的范围也可能更宽。本标准不涉及与其应用有关的安全问题。在使用本标准前,使用者有责任制定相应的安全和保护措施,并明确其限定的适用范围。

《 HG/T 3569-2001 成色剂光吸收的测定 》标准简介

  • 标准名称:成色剂光吸收的测定
  • 标准号:HG/T 3569-2001
    中国标准分类号:G80
  • 发布日期:2002-01-24
    国际标准分类号:37.040
  • 实施日期:2002-07-01
    技术归口:全国感光材料标准化技术委员会
  • 代替标准:代替HG/T 3569-1990
    主管部门:国家经济贸易委员会
  • 标准分类:成像技术HG 化工
  • 内容简介:

    行业标准《成色剂光吸收的测定》,主管部门为国家经济贸易委员会。本标准规定了成色剂光吸收的测定方法。本标准适用于外观为白色的油溶性成色剂。

《 JB/T 9495.6-1999 光学晶体光吸收系数测量方法 》标准简介

  • 标准名称:光学晶体光吸收系数测量方法
  • 标准号:JB/T 9495.6-1999
    中国标准分类号:N05
  • 发布日期:1999-08-06
    国际标准分类号:17.180
  • 实施日期:2000-01-01
    技术归口:仪表功能材料标准化技术委员会
  • 代替标准:代替ZB N05001.6-1986
    主管部门:国家机械工业局
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象JB 机械
  • 内容简介:

    行业标准《光学晶体光吸收系数测量方法》,主管部门为国家机械工业局。本方法适用于光学晶体白光吸收系数的测量。精度为±0.0005。

《 NY/T 1860.5-2010 农药理化性质测定试验导则 第5部分:紫外/可见光吸收 》标准简介

  • 标准名称:农药理化性质测定试验导则 第5部分:紫外/可见光吸收
  • 标准号:NY/T 1860.5-2010
    中国标准分类号:B17
  • 发布日期:2010-05-20
    国际标准分类号:65.020
  • 实施日期:2010-09-01
    技术归口:中华人民共和国农业部
  • 代替标准:被NY/T 1860.5-2016代替
    主管部门:农业农村部
  • 标准分类:农业农业和林业农、林、牧、渔业NY 农业
  • 内容简介:

    行业标准《农药理化性质测定试验导则 第5部分:紫外/可见光吸收》,主管部门为农业农村部。本部分规定了农药紫外/可见光吸收测定的试验方法、试验报告编写的基本要求。本部分适用于为申请农药登记而进行的农药紫外/可见光吸收测定试验。

《 NY/T 1860.5-2016 农药理化性质测定试验导则 第5部分:紫外/可见光吸收 》标准简介

  • 标准名称:农药理化性质测定试验导则 第5部分:紫外/可见光吸收
  • 标准号:NY/T 1860.5-2016
    中国标准分类号:B17
  • 发布日期:2016-05-23
    国际标准分类号:65.020
  • 实施日期:2016-10-01
    技术归口:农业部种植业管理司
  • 代替标准:代替NY/T 1860.5-2010
    主管部门:农业农村部
  • 标准分类:农业农、林、牧、渔业NY 农业
  • 内容简介:

    行业标准《农药理化性质测定试验导则 第5部分:紫外/可见光吸收》,主管部门为农业农村部。本部分规定了农药紫外/可见光吸收测定的试验方法和试验报告内容等基本要求。本部分适用于农药登记试验中农药紫外/可见光吸收的测定。

《 YY 91060-1999 生化仪器名词术语.紫外可见光吸收光谱法 》标准简介

  • 标准名称:生化仪器名词术语.紫外可见光吸收光谱法
  • 标准号:YY 91060-1999
    中国标准分类号:C30
  • 发布日期:1988-02-25
    国际标准分类号:17.080
  • 实施日期:1988-08-01
    技术归口:
  • 代替标准:代替ZB C30021.1-1988
    主管部门:
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象YY 医药
  • 内容简介:

《 GB/T 11060.12-2023 天然气 含硫化合物的测定 第12部分:用激光吸收光谱法测定硫化氢含量 》标准简介

  • 标准名称:天然气 含硫化合物的测定 第12部分:用激光吸收光谱法测定硫化氢含量
  • 标准号:GB/T 11060.12-2023
    中国标准分类号:E24
  • 发布日期:2023-05-23
    国际标准分类号:75.060
  • 实施日期:2023-09-01
    技术归口:全国天然气标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 11060.12-2014
    主管部门:国家标准化管理委员会
  • 标准分类:石油及相关技术天然气
  • 内容简介:

    国家标准《天然气 含硫化合物的测定 第12部分:用激光吸收光谱法测定硫化氢含量》由TC244(全国天然气标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准化管理委员会。

    本文件规定了用激光吸收光谱法测定天然气中硫化氢含量的试验方法,包括方法原理、试剂与材料、仪器设备、样品、测定步骤、数据处理、方法精密度和不确定度等内容的具体要求。本文件适用于天然气中硫化氢含量的在线连续监测,测定范围为1×10-6~20%(摩尔分数)。

《 GB/T 32561.4-2022 红外光学硫系玻璃测试方法 第4部分:光吸收系数 》标准简介

  • 标准名称:红外光学硫系玻璃测试方法 第4部分:光吸收系数
  • 标准号:GB/T 32561.4-2022
    中国标准分类号:Q37
  • 发布日期:2022-10-12
    国际标准分类号:81.040.10
  • 实施日期:2023-05-01
    技术归口:全国光学和光子学标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国兵器工业集团公司
  • 标准分类:玻璃和陶瓷工业玻璃原材料和未加工的玻璃
  • 内容简介:

    国家标准《红外光学硫系玻璃测试方法 第4部分:光吸收系数》由TC103(全国光学和光子学标准化技术委员会)归口,TC103SC5(全国光学和光子学标准化技术委员会光学材料和元件分会)执行,主管部门为中国兵器工业集团公司。

    本文件描述了红外光学硫系玻璃光吸收系数的测试原理、测试环境、测试仪器、样品、测试步骤、数据处理、测试不确定度以及测试报告。本文件适用于红外光学硫系玻璃中红外、近红外光吸收系数的测试,其他红外玻璃、红外晶体的光吸收系数测试参照执行。

《 GB/T 10339-2007 纸、纸板和纸浆的光散射和光吸收系数的测定 》标准简介

  • 标准名称:纸、纸板和纸浆的光散射和光吸收系数的测定
  • 标准号:GB/T 10339-2007
    中国标准分类号:Y30
  • 发布日期:2007-12-05
    国际标准分类号:85.010
  • 实施日期:2008-09-01
    技术归口:全国造纸工业标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 10339-1989被GB/T 10339-2018代替
    主管部门:中国轻工业联合会
  • 标准分类:造纸技术造纸技术综合
  • 内容简介:

    国家标准《纸、纸板和纸浆的光散射和光吸收系数的测定》由TC141(全国造纸工业标准化技术委员会)归口,主管部门为中国轻工业联合会。

    本标准规定了基于Kubelka-Munk理论的纸、纸板和纸浆的光散射和光吸收的测定方法。本标准适用于白色和近白色的纸浆及不含荧光物质的未涂布纸和纸板,其不透明度应小于95%。

《 GB/T 10339-1989 纸和纸浆的光散射和光吸收系数测定法 》标准简介

  • 标准名称:纸和纸浆的光散射和光吸收系数测定法
  • 标准号:GB/T 10339-1989
    中国标准分类号:Y32
  • 发布日期:1989-02-22
    国际标准分类号:85.060
  • 实施日期:1989-09-01
    技术归口:
  • 代替标准:被GB/T 10339-2007代替
    主管部门:中国轻工业联合会
  • 标准分类:造纸技术纸和纸板
  • 内容简介:

    本标准规定了基于库贝尔卡-门柯理论的纸及纸浆的光散射系数和光吸收系数测定法。 本标准适用于各种白色或近白色、不含荧光物质的实验室纸页和纸张,它们的内反射因数应大于50%,而不透明度小于95%。

《 GB/T 7962.9-1987 无色光学玻璃测试方法 光吸收系数测试方法 》标准简介

  • 标准名称:无色光学玻璃测试方法 光吸收系数测试方法
  • 标准号:GB/T 7962.9-1987
    中国标准分类号:N05
  • 发布日期:1987-06-20
    国际标准分类号:81.040
  • 实施日期:1987-12-01
    技术归口:全国光学和光子学标准化技术委员会
  • 代替标准:被GB/T 7962.9-2010代替
    主管部门:中国机械工业联合会
  • 标准分类:玻璃和陶瓷工业玻璃
  • 内容简介:

    本标准适用于无色光学玻璃白光吸收系数的测量,其测量精度不低于±5×10。

《 GB/T 10339-2018 纸、纸板和纸浆 光散射和光吸收系数的测定(Kubelka-Munk法) 》标准简介

  • 标准名称:纸、纸板和纸浆 光散射和光吸收系数的测定(Kubelka-Munk法)
  • 标准号:GB/T 10339-2018
    中国标准分类号:Y30
  • 发布日期:2018-12-28
    国际标准分类号:85.010
  • 实施日期:2019-07-01
    技术归口:全国造纸工业标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 10339-2007
    主管部门:中国轻工业联合会
  • 标准分类:造纸技术造纸技术综合
  • 内容简介:

    国家标准《纸、纸板和纸浆 光散射和光吸收系数的测定(Kubelka-Munk法)》由TC141(全国造纸工业标准化技术委员会)归口,主管部门为中国轻工业联合会。

    本标准规定了基于Kubelka-Munk理论的纸、纸板和纸浆光散射和光吸收系数的测定方法。本标准适用于不透明度小于95%的白色和近白色未涂布纸或纸板及纸浆。注:当用本标准测定含荧光增白剂的试样时,使用仪器上的420nm紫外截止it光片消除所有的荧光激发。

《 GB/T 11060.12-2014 天然气 含硫化合物的测定 第12部分:用激光吸收光谱法测定硫化氢含量 》标准简介

  • 标准名称:天然气 含硫化合物的测定 第12部分:用激光吸收光谱法测定硫化氢含量
  • 标准号:GB/T 11060.12-2014
    中国标准分类号:E24
  • 发布日期:2014-02-19
    国际标准分类号:75.060
  • 实施日期:2014-06-01
    技术归口:全国天然气标准化技术委员会
  • 代替标准:被GB/T 11060.12-2023代替
    主管部门:国家标准化管理委员会
  • 标准分类:石油及相关技术天然气
  • 内容简介:

    国家标准《天然气 含硫化合物的测定 第12部分:用激光吸收光谱法测定硫化氢含量》由TC244(全国天然气标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准化管理委员会。

    GB/T 11060的本部分规定了用激光吸收光谱法测定天然气中硫化氢含量的试验方法。 本部分适用于天然气中硫化氢含量的测定,测定范围为1%~20%(摩尔分数)。 本部分不涉及与其应用有关的所有安全问题。在使用本部分前,使用者有责任制定相应的安全和保护措施,并明确其限定的适用范围。

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结语

光吸收检测作为一种精密的分析手段,广泛应用于科学研究、工业生产和环境监测等领域。通过采用合适的仪器和科学的方法,我们能够精准地了解材料和物质的光学特性,为相关研究提供宝贵的数据支持。未来,随着光学技术的不断发展,光吸收检测将迎来更多的创新应用,为科学探索和实际生产提供更加丰富的工具。

结语

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