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比色分析也称作“吸光度法”,是一种通过颜色来分析样品的方法。现在,让我们看看什么是“颜色”,或显示颜色的“光线”是什么。

光与色

光、无线电波与X射线(类似于光)的关系

如果有人问您什么是光,您能立即回答出来么?和收音机与电视机接收的无线电波以及透视成像所用的X光照相术一样,我们周围存在的“光”,从本质上说是一种电磁波。

光是一种电磁波。

日光与激光束的比较(白光与单色光)

在上页表中所显示的各种形式的光中,波长为200 - 400 nm的光被称为紫外线(UV),波长为400 - 800 nm的光被称为可见光(VIS),而波长为800 nm至1 mm的光则被称为红外光(IR)。最重要的是,顾名思义,只有可见光才能用眼睛观察到颜色。
波长决定了可见光的颜色:红、蓝等。
这也是为什么彩虹的各种颜色的排列次序总是一样的。

包含所有波长的光,包括紫外光。可见光和红外光在内的光被称为“白光”(例如太阳光和白炽灯光等)。
而每种颜色的光(例如、红、蓝光等)则被称为“单色光”。为了显示单色光,可以用“滤光镜”或“棱镜”这样的工具把太阳光分成七种我们熟悉的彩虹色(波长)。与此相反,激光束的光线则只包含一种波长(即单一波长)。

白光:包含所有波长的光; 单色光:单一波长的光

苹果为什么是红色的?(关于颜色)

牛顿思考的是为什么苹果会从树上掉下。
让我们来想想为什么苹果看起来是红色的。

苹果在夜晚漆黑的房间中看起来是红色的么?答案是否定的。
然而,同一个苹果在打开灯后,或在明亮的白天则看起来是红的。这就是说,必须要有光(这里是白光)才能看得到“色”。
为什么苹果看起来是红色,而不是蓝色或黄色?
像苹果、汽车和衣服这样的物品和我们一样也有颜色的偏好。

当某种样品被含有多种颜色的光(白光)照射时,只会将照射光中其“喜欢”的颜色保留下来(这种现象被称为“吸收”)。而讨厌的颜色(称为“补色”)则会被反射,被我们的眼镜看到,并视为该样品的颜色。

换句话说,苹果喜欢蓝色和绿色,而讨厌红色。在被白光照射时,苹果会吸收蓝色和绿色,因而看起来是红色的,而红色是其补色。记得每当我们提到“颜色”时,对应的是“波长”。

材料会吸收特定波长的光。我们所看到的是补色。

波长(nm) 颜色 补色
~400 紫外光 -
435~480 紫光 黄绿
480~490 蓝光
490~500 蓝绿色光 红色
500~560 绿光 紫红色
560~580 黄绿色光 紫色
580~595 黄光 蓝色
595~610 酸橙色光 铜绿色
610~750 红光 蓝绿色
750~ 红外线 -

不可见光(紫外线和红外线)

经过上面的说明,您已经理解什么是可见光了吧?如有需要,请复习一遍。那么,可见光以外的其他形式的光,如紫外光和红外光这样的不可见光又是什么呢?

紫外光

紫外光会导致皮肤癌或晒黑。紫外线(英文缩写是UV)指一种波长在400 nm(上限)至100 nm(下线)范围内的电磁波,当然定义不是那么严格(几10 nm以下的区域被称为软X射线)。在光谱分析领域,200 nm以下的紫外区被称为远紫外,而300 nm以上的则被称为近紫外。通常,紫外和可见光用分光光度计可测量200 nm以上的波长。

红外光

我们在日常生活用语中经常使用“红外光”这个词,例如远红外烤炉和远红外暖桌(kotatsu)。红外光(缩写为IR)波长在1 mm(上限,注意此波段的一部分与微波炉的亚毫米波段重叠)到800 nm(下限)范围内的电磁波。由于红外光显示出热效应,也称为热射线。这也解释了为什么红外光会被用于烤炉或暖桌。
尽管红外光有多种分类方法,通常把波长在2.5 µm以下的称为近红外,2.5到25 µm的称为红外线,而大于25 µm的称为远红外。
虽然红外线的测量要用红外分光光度计,但有些紫外/可见分光光度计甚至也可以测量近红外区的光。