荧光

荧光光谱学

荧光光谱学是电磁光谱学的一种。荧光测量设备也被称为荧光计。分子有着不同的能态。荧光光谱学侧重于研究分子的电子与振动状态。待检测分子处于一个低能量状态或一个具有更高能量的电子激发态。在这些电子状态中会有不同的振动状态。与其他分子碰撞会使激发分子损失振动能量,直至其达到尽可能低的振动状态。荧光光谱学可用于分析不同的发射光频率,进而来测定不同振动级别的结构。

测量理论

一束光(通常为激光器、氙弧灯或汞灯中发出的紫外光)激发分子中的电子而使它们发光(但并非总是可见的)。激光器仅能在波长间隔低于 0.01 nm 时发出强光。汞灯会在近波长峰值处发光。氙弧灯拥有 300-800 nm 的连续发射光谱,并能为波长低至 200 nm 的测量提供足够的辐照度。

光线穿过一块滤色片或单色仪,并撞击样品。样品吸收光,且其内的分子会发出荧光。这种荧光会穿过第二块滤色片或单色仪,然后到达与入射光线呈 90° 角放置的探测器,以便将透射光或反射光尽可能减少。之后,探测器会测量入射光及其波长(针对特定有机化合物的特性)。

优势
  • 快速响应浓度变化
  • 分析不同的聚合状态(液体或固体,不规则形状)
  • 不损伤样品
  • 无有害副产品
  • 非常适合在实验室内进行原位研究,或直接在现场使用
使用示例
  • 在(生物)化学与医学研究领域以及农业和食品生产中分析有机化合物
  • 检测空气或水中的化合物,即便浓度非常低
  • 重金属检测(例如:水银)
  • 光子重定向
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