紫外可见光谱常见概念和应用

紫外可见光谱的基本原理 

    光的本质是一种电磁波，光的波长越短、频率越高，其能量越大。根据光波长的长短，可将光划分为不同区域。
    光子是光的能量载体。光谱则是描述某种特定光的波长（单个光子能量）和强度（光子的密度）之间的关系的图谱。
    光波区域划分紫外可见吸收/漫反射光谱，常简称为紫外可见光谱。紫外可见光谱法是利用物质对光的选择性吸收、透射或反射的特性，从而测定、分析、推断物质的组成、含量及结构。由于远紫外区域的测试条件严苛，仪器复杂，因此一般不用此波段光进行测量。现在主流的仪器基本都可实现波长范围覆盖近紫外、可见、近红外、中红外光区的测试，并尽可能降低在近红外、中红外光区的噪音。在实际应用中，更多的材料还是测试波长200-800 nm范围（包含紫外-可见区域）。

紫外可见光谱常见概念和应用 

1、透光率（T%）：一束单色光通过样品后，入射光光强I0减弱为I，则透光率：T = I/I0，或用百分透光率表示：T% = I/I0 x 100%。
透光率的表示方法有T%、Transmittance%、Transmission%。
2、吸光度（A）
A = log (I0/I)，吸光度和透过率的转换公式是A = -logT。根据定义，吸光度数值可大于1，且当T趋于0时，A趋于∞，如图2。实际检测器是有响应范围的。
吸光度的表示方法有A、Abs、Absorbance、Absorption。 

3、反射率（R%）：
    镜面反射：反射角等于入射角，光不被吸收。镜面反射只发生在表面颗粒的表层，未与样品内部发生作用，因此它没有负载样品内层的结构和组成的信息。
漫反射：光进入样品内部，经过多次反射、折射、散射及吸收后返回样品表面的光。漫反射光是分析与样品内部分子发生作用以后的光，携带有丰富的样品内部结构和组织信息。
总反射：镜面发射+漫反射，粉末样品的镜面反射很低，但在一些特定的，如光学涂层、光学镀膜等材料时就要考虑镜面反射的影响和测定。

    总体来说，紫外设备通常主要还是测定相对总反射率或漫反射率，表示方法有R、R%、Reflection%。镜面反射可通过适配积分球的镜面反射端口消除，单独的镜面反射通过镜面反射附件也可以测定。
这边提到的相对的概念，除了利用绝对反射率附件测试绝对反射率的情况，紫外设备通常测定的都是相对数值，相对吸光度、相对透过率和相对反射率。如相对反射率，即相对一个标准样品的反射率：R’∞ = R∞(样品)/ R∞(参比物)，参比物质多用聚四氟乙烯标准品或BaSO4白板。
4、吸收率（A%）：
    吸收率反映的是吸收的入射光光强占入射光光强的比例。因此吸收率A%和吸光度A是不同概念，不是简单的百分比换算。一般情形下，吸收率A%可以理解成，等于1-R%-T%的结果。
但是实际应用中，吸收率的换算并不准确。因为无论是R%还是T%，本身测的都是相对的数值，且透过的测试和反射的测试，光打在样品的区域未必是一致的，导致1- R%-T%结果的误差，甚至出现负值。一般测试中，我们也不建议去算吸收率。