双光束紫外分光光度计和单光束紫外分光光度计的光路设计分别是怎样的？

一、单光束紫外分光光度计：“单一光路，分步测量”

单光束光路结构（按传播顺序）：

1. 光源模块：提供紫外 - 可见光（通常为氘灯：190-400nm 紫外区；钨灯：400-1100nm 可见光区，两灯可手动 / 自动切换）。
   • 作用：产生连续波长的入射光，是光路的 “光信号源头”。
2. 单色器模块：由入射狭缝、准直镜、色散元件（如光栅 / 棱镜）、出射狭缝组成。
   • 作用：将光源发出的 “连续光” 分解为 “单一波长的单色光”（如实验所需的 260nm、540nm 等特定波长），确保只有目标波长的光进入后续光路（避免杂光干扰）。
3. 样品室模块：仅含1 个比色皿工位（即一次只能放置 1 个比色皿）。
   • 作用：此处是 “参比” 与 “样品” 的 “分时占位区”—— 先放入装参比溶液（如溶剂空白）的比色皿，让单色光穿过；测量完成后，取出参比皿，再放入装样品溶液的比色皿，让同一波长的单色光再次穿过。
4. 检测器模块：通常为1 个光电转换器（如光电倍增管、硅光电池）。
   • 作用：接收穿过 “参比皿” 或 “样品皿” 后的光信号，将 “光强度信号” 转化为 “电信号”（如电流 / 电压），并传输给数据处理系统。
5. 数据处理模块：
   • 作用：先记录 “参比光” 的电信号（作为 “空白基准”，记为$I^0$），再记录 “样品光” 的电信号（记为$I$），通过公式 $A=-\lg (I/I^0)$ 计算样品的吸光度（$A$）。

二、双光束紫外分光光度计：“双路并行，实时对比”

双光束光路结构（按传播顺序）：

1. 光源模块：与单光束一致（氘灯 + 钨灯），产生连续的紫外 - 可见光。
2. 单色器模块：与单光束一致（狭缝 + 光栅 / 棱镜），将连续光分解为单一波长的单色光 —— 这一步是 “双光路的共同源头”，确保后续两束光的波长完全相同。
3. 分束器模块（双光束特有）：通常为 “半镀银反射镜” 或 “偏振分束器”。
   • 作用：将单色器输出的 “一束单色光” 精准分为两束强度相等的光：
     • 一束为 “参比光”：导向参比池；
     • 另一束为 “样品光”：导向样品池；
   • 关键要求：两束光的波长、强度必须高度一致（否则会引入额外误差）。
4. 样品室模块：含2 个独立的比色皿工位（参比池工位 + 样品池工位）。
   • 作用：两个工位固定在各自光路中，无需频繁切换 —— 参比池始终装 “参比溶液”，样品池始终装 “样品溶液”，两束光分别同步穿过各自的比色皿（参比光穿参比池，样品光穿样品池）。
5. 检测器模块（双光束特有）：配备2 个匹配的光电转换器（如两个性能一致的光电倍增管）。
   • 作用：两个检测器 “同步工作”—— 一个接收穿过参比池的 “参比光信号”（转化为电信号$I^0$），另一个接收穿过样品池的 “样品光信号”（转化为电信号$I$），并同时将两个电信号传输给数据处理系统。
6. 数据处理模块：
   • 作用：实时对比两个同步传输的电信号，直接通过公式 $A=-\lg (I/I^0)$ 计算样品吸光度。
   • 核心优势：若光源波动（如亮度漂移）、环境干扰（如温度变化），会同时影响两束光的信号（$I^0$和$I$同比例变化），计算差值时干扰会自动抵消，大幅降低误差。