吸光度与透光率的关系Word格式.docx

1、与力学的单位比较，光通量相当于压力，而发光强度相当于压强。要想被照射点看起来更亮，我们不仅要提高光通量，而且要增大会聚的手段，实际上就是减少面积，这样才能得到更大的强度。要知道，光通量也是人为量，对于其它动物可能就不一样的，更不是完全自然的东西，因为这种定义完全是根据人眼对光的响应而来的。人眼对不同颜色的光的感觉是不同的，此感觉决定了光通量与光功率的换算关系。对于人眼最敏感的555nm的黄绿光，1w = 683 lm，也就是说，1w的功率全部转换成波长为555nm的光，为683流明。这个是最大的光转换效率，也是定标值，因为人眼对555nm的光最敏感。对于其它颜色的光，比如650nm的红色，1w

2、的光仅相当于73流明，这是因为人眼对红光不敏感的原因。对于白色光，要看情况了，因为很多不同的光谱结构的光都是白色的。例如led的白光、电视上的白光以及日光就差别很大，光谱不同。至于电光源的发光效率，是另外一个相关的话题，是说1w的电功率到底能转化成多少光通量。如果全部转换成555nm的光，那就是每瓦683流明。但如果有一半转换成555nm的光，另一半变成热量损失了，那效率就是每瓦341.5流明。白炽灯能达到1w=20 lm就很不错了，其余的都成为热量或红外线了。测量一个不规则发光体的光通量，要用到积分球，比较专业而复杂。常见发光的大致效率（流明/瓦）白炽灯，15白色led，20日光灯，50太阳

3、，94钠灯，120 参照下列荧光灯计算公式：各种光源灯具的实际效率： LED计算：80*0.95*0.85*0.9=58.14流明/瓦 荧光灯计算：80*0.65*0.6*0.6=18.72流明/瓦 普通灯泡计算：20*0.6*0.6=7.2流明/瓦 高压钠灯计算：100*0.5*0.55*0.51=14流明/瓦可见，LED灯具实际效率是一般荧光灯的3倍，是普通白炽灯泡的8倍，是高压钠灯的4倍。即：LED灯与节能灯与白炽灯之间功率可换算为：5W=14W=40W，3W=9W=30W 光通量指人眼所能感觉到的辐射能量，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长

4、光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。例如，当波长为55510-7米的绿光与波长为6510-6米的红光辐射功率相等时，前者的光通量为后者的10倍。光通量的单位为流明。光通量通常用来表示，在理论上其功率可用瓦特来度量，但因视觉对此尚与光色有关。所以度量单位采用，依标准光源及正常视力另定之流明来度量光通量。符号：lm 玻璃透过率、反射率和吸收率的关系（7）玻璃透过率、反射率和吸收率的关系Interrelation among transparent index; reflectivity and absorptivity当阳光照射到玻璃的表面上时，一部分会发生反射，

5、另一部分会被玻璃吸收，剩下的部分会穿过玻璃进入室内（参见下图）。阳光主要由可见光、红外线和紫外线组成，玻璃对这3种射线的透射量、反射量和吸收量都不同，因此可以用玻璃对这3种射线的透射率、反射率和吸收率的相互关系来分别表征玻璃的光学性能、热学性能和化学性能。对于可见光来说，玻璃对它的反射量、吸收量和透射量与可见光总通量的比率分别称为光反射率、光吸收率和光透过率，用于表征玻璃的光学性能。它们所占的比率取决于玻璃的厚度、片数、颜色和表面清洁程度。一般来说，厚度越大，颜色越深，表面灰尘越多，可见光透过率就越小。表面镀反射膜的玻璃比不镀膜的玻璃光反射率高，本体着色的玻璃光吸收率高。同样地，对于红外线来说

6、，玻璃对它的反射量、吸收量和透射量与红外线总通量的比率分别称为能反射率、能吸收率和能透过率，用于表征玻璃的热学性能。玻璃吸收了一部分红外线后，自身的温度升高，会将吸收的能量向内或向外重新辐射。它们各自所占比率的大小取决于玻璃的厚度、组成、片数和表面处理等因素。通常，无色玻璃的能透过率较高，能反射率和能吸收率较低；热反射玻璃的能反射率较高，能透过率较低；吸热玻璃的能吸收率较高。由于自身物理和化学结构的原因，普通无色玻璃对紫外线有强烈的吸收作用，紫外吸收率可以达到50%。一些吸热玻璃、镀膜玻璃对紫外线的吸收作用更强，紫外吸收率远远大于紫外反射率和紫外透过率。夹层玻璃更是如此，紫外吸收率接近100%

7、。玻璃透明性和透光性Performance for transparency and translucence要使一块材料透明必须满足两个条件：第一，材料必须均匀一致，至少均匀到能与光的波长相比的程度；第二，该块材料至少对某些波长必须具有低的吸收。如果一块材料内部存在着一些比光的波长大的区域，而且这些区域的折射率彼此相差显著，则将在这些区域间的一些界面上发生折射和内反射，这些现象发生在牛奶、熟石膏、雪等物质之中。如果上述界面的这类物质的薄片状厚度内为数不多，则这些薄片将是透光而不透明的，即一部分光可以直接穿过这种薄片，平行光束将被破坏，而不可能在材料的一侧形成另一侧上物体的像。只要有单一的不规

8、则界面存在，就可以破坏一块材料的透明性，但不一定使之不透光。分光光度法与激光热透镜光谱分析法测定高散射物质光吸收分析化学（FENXIHUAXUE）研究简报第11期2002年11月ChineseJournalofAnalyticalChemistry13481351第30卷分光光度法与激光热透镜光谱分析法测定高散射物质光吸收的比较李楠阎宏涛3（西北大学化学系,西安710069）摘要通过理论和实验比较了分光光度法与激光热透镜光谱分析法在高散射背景下测量物质光吸收的差异。研究了在不同含量纳米TiO2的散射背景下,散射对分光光度法和热透镜光谱分析法测定耐尔蓝溶液含量的影响。结果表明,分光光度法对具有光

9、散射性质试样的测定存在较大误差,而激光热透镜光谱分析法能较好的避免散射影响,测定结果准确。实验结果与理论分析相一致。关键词光散射,激光热透镜光谱分析法,分光光度法1引言具有光散射性质的试样在生化、临床和环境科学领域中极为常见,其固有的散射微质点往往难以通过离心或过滤等手段予以消除。分光光度法对该类样品进行测定时,试样中的微粒光散射将引起测量误差。因此,应用分光光度法对散射样品进行定量分析,较为困难。激光热透镜光谱分析法（TLS）是基于热透镜效应建立和发展起来的一种高灵敏的光热光谱分析方法,广泛应用于分析化学领域其是近年来,其对于散射的、非均匀体系的光吸收测定为人们所重视3,4312。尤。Pow

10、ers等报道采用热透镜光谱分析法测定了环境样品中腐植酸的含量,方法简单,结果准确。表明这种非破坏性检测微弱吸收的方法可避免一般分光光度法测定所遇到的散射干扰,适用于高散射样品的分析研究。本文从理论及实验两方面比较研究了激光热透镜光谱分析法与分光光度法在纳米TiO2微粒这一高散射背景下耐尔蓝溶液的光吸收测定。表明一定的散射条件下,热透镜光谱分析法能够准确测定物质的含量,而分光光度法的测量结果偏离朗伯2比尔定律,产生较大分析误差。2实验部分2.1仪器与试剂激光热透镜光谱分析仪器装置同前文报道;TU21221紫外可见分光光度计（北京通用仪器设备有限责任公司）;78HW21型恒温磁力搅拌器。耐尔蓝（N

11、B）溶液（11010-3-35molL）:准确称取0.0366g耐尔蓝溶于50mL水中,配制成浓度为1molL的储备液。测定溶液由该储备液稀释而得。纳米TiO2粉体,本校化工系合成。实验所用试剂均为分析纯,水为石英亚沸水。2.2实验过程于5个10mL容量瓶中,依次加入一定体积的耐尔蓝溶液（分光光度法用量为0.2mL,激光热透镜法用量为0.1mL）,1.0mL丙酮溶液以及含有一定量纳米TiO2微粒的水溶液（分别为0.0、1.0、210、4.0和8.0mL）,用水稀释至刻度,摇匀,配制成一系列具有不同散射背景的溶液,分别以分光光度计和热透镜光谱分析仪器测量其信号强度。3结果与讨论3.1分光光度法与

12、激光热透镜光谱分析法的原理比较分光光度法是以朗伯2比尔定律为基础建立的一种光吸收测定方法。若溶液中存在散射质点（胶2001212218收稿;2002206215接受第11期李楠等:分光光度法与激光热透镜光谱分析法测定高散射物质光吸收的比较1349体、乳状液或有悬浊微粒）时,除样品吸收入射光外,还有一部分光因散射现象而损失。如以s表示散射光占入射光的分数,即s=IsI0,则实测吸光度应为:As=-log（It-Is）I0=-log（It-sI0）I0（1）（2）而由于光散射造成吸光度的相对误差为:（As-At）（It-sI0）At=logItAt式（2）表明分光光度法的测量误差是散射程度s和物质

13、的真实吸光度At的函数。由此可见,物质的真实吸光度一定时,溶液的散射程度愈大,由此引起的测定误差愈大,愈偏离朗伯2比尔定律。由描述与散射有关的物理参数的瑞利公式可知,质点的散射程度与其极化率和入射光波长有关,所以在实际测定中难以找到合适的参比溶液来抵消散射影响,且其对紫外区测定的影响更为显著。因此,在高散射背景下,分光光度法难以对样品的吸收进行准确测定。7激光热透镜光谱分析法的信号强度可表示为STL,即STL=II=（I0-I）I6（3）式（3）中,I0、I分别为光束入射到样品池时和所形成的热透镜达到稳态时的远场中心光强度。若溶液存在散射质点,则式（3）变为:（I-sI）=（1-s）（I0-I

14、）（1-s）I=（I0-I）ISTL=（I0-sI0）-（I-sI）由式（3）可知,热透镜的测量信号强度不受散射光影响。激光热透镜光谱分析法的定量基础为STL=（I0-I）I=-2.303（Pk）（dndT）（4）（5）dT为折射指数的温式（5）中,P为入射激光功率,为光吸收,为入射激光波长,k为样品的热导,dn度系数。可知,一定条件下,热透镜的信号强度STL与样品浓度C呈正比。因此,激光热透镜光谱分析法可不受样品散射背景的影响,准确测定散射背景下的光吸收,以进行定量分析。3.2高散射情况下分光光度法测定由于纳米TiO2粉体颗粒细小,可均匀稳定地悬浮于水中,实验配制了含有纳米TiO2不同散射背

15、景的耐尔蓝溶液,如表1所示。表1各组待测溶液的相对散射程度变化Table1Variationofrelativescatteringratioofsamples纳米TiO2溶液浓度ConcentrationofnanometerTiO2solution（gL）样品Samplea0a1a2a3a4b0b1b2b3b4所加入纳米TiO2溶液体积AddedNanometerTiO2（mL）0.01.02.04.08.00.01.02.04.08.0相对散射Relativescatteringratio（%）0.012.525.050.0100.00.10.012.525.050.0100.00.2表

16、1中,a0a4及b0b4的各待测溶液的相对散射程度,随着所加入的纳米TiO2溶液的量增加而增大。按上述实验步骤,固定吸光物质耐尔蓝的浓度,在分光光度计上依次对a、b两组散射溶液进行测定,吸收光谱和散射影响曲线分别如图1和图2所示。由图1和图2可以看出,不同散射度的溶液的吸收光谱曲线形状基本相同,其最大吸收波长均在640nm处。但随着溶液散射增大,其中散射质点增多,吸收明显偏离朗伯2比尔定律,测量误差愈大。分光光度法对两组待测散射溶液的测定数据如表2所示。由表中数据可知,随着溶液散射度的增大,测定相对误差也随之急剧增大。这表明,难以应用以朗伯2比尔定律为依据的分光光度法在高散射背景下测定物质的吸

17、收。1350分析化学第30卷图1a组各待测散射溶液的吸收光谱Fig.1Absorptionspectra图2b组各待测溶液散射的影响Fig.2Effectofscatteringdegree3.3高散射情况下激光热透镜光谱分析法测定采用激光热透镜光谱分析法对a、b两组散射溶液进行测定。测定结果如表3所示。表2分光光度法检测值Table2Determinationresultsbyspectrophotometry样品Samplea0a1a2a3a4b0b1b2b3相对散射度Relativescatteringratio（%）无散射溶液吸光度值Absorbanceofnoscatteringso

18、lution散射溶液吸光度值Scatteringsolution相对误差Relativedeviation（%）0.012.525.050.0100.00.012.525.050.00.2950.2950.2950.2950.2950.3000.3000.3000.3000.2950.3700.3780.4930.6650.3000.3660.4060.5170.025.431.967.1125.00.022.035.372.3表3激光热透镜光谱分析法检测值Table3Determinationresultsbythermallensspectrometry样品Samplea0a1a2a3a4

19、b0b1b2b3相对散射度Relativescatteringratio（%）无散射溶液STL值STLvalueofnoscatteringsolution（mV）散射溶液STL值Scatteringsolution（mV）0.012.525.050.0100.00.02.525.050.011.411.411.411.411.410.810.810.810.811.411.411.411.27.210.810.810.810.6由表（3）可以看出,随着溶液相对散射度的不断增大,激光热透镜的信号强度基本保持恒定,并且与理论值吻合得较好。应当指出的是,当待测溶液散射度过大,如达到100%时,溶液

20、中存在大量的散射质点,这些微粒在热的作用下产生相互运动,引起溶液热导发生变化,并影响激光光束中心光强,使热透镜光谱分析背景噪声干扰严重,信噪比降低。这表明,只有在一定的散射程度下,激光热透镜光谱分析法才能较好的保持吸收测量信号的准确度。第11期李楠等:分光光度法与激光热透镜光谱分析法测定高散射物质光吸收的比较13513.4分光光度法与激光热透镜光谱分析法测量结果的比较将表（2）和表（3）所显示的测定结果相比较,可知,即使溶液相对散射度增至50%,背景散射影响较大时,与无散射背景的溶液相比,两者热透镜信号强度仍相差不大;而在分光光度法的测定结果中,同一条件下,两者相对误差已高达72.3%。由此可

21、见,高散射背景下,分光光度法难以对物质的吸收进行准确测定;而激光热透镜技术在一定程度上可以避免散射影响,较为准确地测定物质的光吸收,进行定量分析。References1Martin2BioscaY,Gatria2Alvarer2CoqueMC,Ramis2RamosGT.TrendAnal.Chem.,1997,16（6）:3423512FrankoM,TranCD.Appl.Spectrosc.,1989,43（4）:6616683PowersJDF,SalinED.Anal.Chem.,1988,60（9）:8388424LegeaiS,GeorgesJ.Anal.Lett.,2000,3

22、3（15）,315331635YanHongtao（阎宏涛）,TianXin（田欣）.ChineseJ.Anal.Chem.（分析化学）,1999,27（9）:103310356HouWanguo（侯万国）,SunDejun（孙得军）,ZhangChunguang（张春光）.AppliedColloidChemistry（胶体化学）.Beijing（北京）:SciencePressofChina（科学出版社）,1998:177LuoQingyao（罗庆尧）,DengYanzhuo（邓延倬）,CaiRuxiu（蔡汝秀）,ZengYune（曾云鹗）.SpectrometricAnalysis（分光

23、光度分析）.Beijing（北京）:413ComparisonofSpectrophotometryandThermalLensSpectrometryforAbsorptionMeasurementsUnderConditionsofHighScatteringBackgroundsLiNan,YanHongtao3（DepartmentofChemistry,NorthwestUniversity,Xian710069）AbstractThermallensspectrometry（TLS）hasbeentheoreticallyandexperimentallycomparedtothe

24、spectrophotometryunderconditionsofhighscatteringbackground.TheeffectofthescatteringwasinvestigatedinthedifferentconcentrationsofnilebluesolutionscontainingappropriateamountofnanometerTiO2.TheresultsshowthatthespectrophotometrybasedontheLamber2Beerslawhaslargedeterminationerrorsforthehighscatteringso

25、lutions.However,TLScanavoidtheeffectoflightscatteringonmeasurementprocess.Goodagreementwasobservedbetweentheexperimentalresultsandthetheoreticalpredictions.KeywordsLightscattering,thermallensspectrometry,spectrophotometry（Received18December2001;accepted15June2002）光合作用和呼吸作用的相互关系光合作用和呼吸作用的相互关系（导学案）富阳区

26、环山中学 李文刚班 姓名一、学习目标（请在下表空白栏中自评达到的学习等级：A基本不懂B基本学C完全学懂）二、自主预学活动一：请同学们品尝桌子上的水果，回答问题1. 这些水果是怎么产生的？它是物理变化还是化学变化？你能写出它的文字表达式吗？2. 你吃了这些水果后，在你的体内经过消化和吸收，然后运输到你的全身的细胞里后又要发生什么变化？活动二：根据上述文字表达式和以前学过的相关知识，思考并填写下列表格活动三：阅读第112页图381和分析上表回答下列问题1.光合作用的原料刚好是呼吸作用的合作用的 。2.从能量的变化来看，供光合作用（生命活动）所需的来自呼吸作用分解有机物而释放的 ，而它们又是光合作用

27、所储存的 。3.由上可知，没有光合作用就不可能有作用，没有呼吸作用也不可能有作用，它们之间是一种相互 的关系。4.利用光合作用和呼吸作用的关系说说如何提高大棚蔬菜的产量？北方农民是如何储存蔬菜的？活动四：思考并回答下列问题1.绿色植物能同时进行作用和而不能进行 作用。2.绿色植物在白天和有光照时同时进行晚上和没有光照时只进行 作用，而不能进行 作用。三、课堂反馈1.将下列选项分类填入下表中A吸收二氧化碳 B制造有机物 C释放能量 D储存能量 E吸收氧气F分解有机物 G产生氧气H放出二氧化碳 I在有叶绿体的活细胞内进行 J有光无光都可进行 K生物的所有活细胞内进行 L在有光的条件下进行 2.下列

28、说法错误的是：（）A只有叶片才能制造有机物。B通过光合作用储存在有机物中的能量来源于光能C二氧化碳和水既是光合作用的原料，又是呼吸作用的产物D植物进行呼吸作用最重要的意义是为自身的生命活动提供能量3.下图为某植物在生活过程中的两种生理活动，下列有关叙述正确的是（ ）A植物在白天只进行生理活动B植物在白天只进行生理活动C植物在白天同时进行和生理活动D植物在无光条件下也能进行和生理活动4（变式一）植物在白天吸收二氧化碳释放氧气，而在夜间吸入氧气释放二氧化碳，这是因为白天（ ）A在日光下进行光合作用，呼吸作用停止B光合作用强于呼吸作用C呼吸作用在夜间进行，光合作用在夜间进行D叶片进行光合作用时，不进

29、行呼吸作用 5（变式二）.图表示一段时间内某植物叶片吸收二氧化碳与光照强度关系示意图。以下分析正确的是 （ ）A.ac段表示该植物的光合作用不断地增强B.b点表示该植物既不进行光合作用，也不进行呼吸作用C.当光照强度大于n1时，该植物开始进行光合作用D.当光照强度大于n2时，表示该植物不再进行光合作用6（变式三）某校生物兴趣小组的同学在玻璃温室里进行植物栽培实验，并在一晴天对室内空气中的二氧化碳浓度进行了24小时测定，下列曲线能正确表示测定结果的是（ ）四、学以致用1.据报道，某市一户居民在夜间睡觉时，竟被屋内的花草熏晕，这种现象的发生，是因为门窗紧闭，房间里摆放了过多的花草引起的，大量花草在夜里不能进行 ，只能进行 ，消耗了房间里大量的 ，影响了人的正常呼吸。2.某农场工作人员，在可控制温度和大气成分的塑料薄膜大棚中栽培蔬菜，为了提高蔬菜质量，常常采取一些措施，请根据所学的知识回答下列问题：（1）当白天温度适宜，光照充足，土壤中水分、无机盐充分满足植物生长时, 为使植物增产，应采取的措施是 。采取该措施的理由是： （2）夜晚适当降低大棚温度，使农作物的 作用减弱，减少 的分解。3.解释：新疆吐鲁番的哈密瓜为什么