分光光度计是一种测量物质的吸收或透射比例随波长变化的仪器。它通过将成分复杂的光分解为光谱线，并测量物质在特定波长或一定波长范围内的光吸收度，从而对物质进行定性和定量分析。
一、工作原理
分光光度计采用一个可以产生多个波长的光源，通过系列分光装置，产生特定波长的光源。当这些光源透过测试的样品后，部分光源会被吸收。通过计算样品的吸光值，可以进一步转化成样品的浓度。样品的吸光值与样品的浓度成正比，这是分光光度计进行定量分析的基础。
二、工作依据
分光光度计基于比尔-朗伯定律工作，即溶液中的吸收与物质浓度成正比，与光程长度成正比，与吸收介质的本质和所用波长有关。当电磁辐射穿过介质时，其吸收或透射程度与介质本身的特性、路径长度和波长有关，如厚度，如图所示，厚度变大时，透射光强度变弱，吸光度变大。
（图源自圣问技术职业技能培训中心）
朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律
当入射光波长一定时，待测溶液的吸光度A与其浓度和液层厚度成正比，即k为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。
A=kbc
A:吸光度 k:吸光系数
b:液层厚度 c:溶质浓度
当浓度变大时，透射光强度也变弱，吸光度变大。
（图源自圣问技术职业技能培训中心）
三、主要组成
分光光度计主要由光源系统、单色器系统、样品室、检测系统组成：
光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够的光强度且稳定。常用的光源包括钨灯（用于可见光区）、碘钨灯（波长范围为320~2500nm）和氙灯（紫外、可见光区均可用作光源）。
单色器：将光源发出的连续光谱分解为单色光的装置。单色器通常由棱镜或光栅构成，棱镜依据不同波长光通过棱镜时折射率不同而分光，光栅则利用光通过光栅时发生衍射和干涉现象而分光。
样品室：用于盛放待测及参比溶液。在可见光区，通常使用光学玻璃池；在紫外区，则使用石英池。
检测系统：包括检测器和指示器。检测器利用光电效应，将光能转换成电流讯号，常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管。指示器则用于刻度显示或数字显示、自动扫描记录。
（图源自圣问技术职业技能培训中心）
四、常用类型及应用
可见分光光度计：用来测量待测物质对可见光（400~760nm）的吸光度，并对其进行定性和定量分析。广泛应用于医药卫生、临床检测、环保监测、食品生产等领域。
紫外-可见分光光度计：测量样品对可见光或紫外光（200~760nm）的吸光度。该产品的光路可分为单光束、假双光束和双光束，是目前使用最多、覆盖面最广的分析仪器之一。在生命科学、材料科学、环境科学、农业科学、化学化工等多个领域中被广泛应用。
红外分光光度计：用于研究大于760nm的红外光谱，主要分析各种状态（气、液、固）的样品。具有快速、样品量少、特征性强、不破坏样品等特点。
荧光分光光度计：用于扫描液相荧光标记物所发出的荧光光谱的一种仪器。能提供包括激发光谱、发射光谱以及荧光强度、量子产率、荧光寿命、荧光偏振等许多物理参数。在科研、化工、医药、生化、环保以及临床检验、食品检验、教学实验等领域有广泛应用。
原子吸收分光光度计：适用于样品中微量及痕量的组分分析，是材料分析及质量控制部门进行常量、微量金属（半金属）元素分析的有力工具。
五、使用注意事项
在使用分光光度计前，需要进行预热仪器（30分钟左右）、选定波长、固定灵敏度档、调节“0”点、调节T=100%等步骤。
实验过程中，应注意比色皿的清洁，避免用手接触比色皿光学表面，也不能用毛刷清洗。
使用完毕后，应及时切断电源，清洗并保养仪器。
为保证测量的精密度和准确度，所有仪器应按照国家计量检定规程或相关规定，定期进行校正检定。
（图源网络，侵删）
六、主要用途
定量分析：通过测量样品在特定波长下的吸光度，根据比尔-朗伯定律，可以确定样品中某种成分的浓度。这种方法适用于各种液态、固态和气态样品的测定。
定性分析：根据物质对不同波长光的吸收特性，可以绘制出该物质的吸收光谱。通过比较未知样品的吸收光谱与已知物质的吸收光谱，可以确定未知样品中存在的成分。
纯度检验：通过测量样品的吸收光谱，并与纯品的吸收光谱进行比较，可以评估样品的纯度。如果样品中存在杂质，其吸收光谱将会有所不同。
结构分析：某些化合物的分子结构会影响它们对光的吸收特性。因此，通过测量样品的吸收光谱，可以推断出样品中分子的某些结构信息。
反应动力学研究：在化学反应过程中，反应物的浓度会随时间而变化。通过连续测量反应过程中样品的吸光度，可以研究化学反应的速率和动力学机制。
环境监测：分光光度计可用于监测大气、水体和土壤中的污染物含量。例如，可以测量重金属离子、有机物和无机污染物的浓度。
食品检测：在食品工业中，分光光度计可用于检测食品中的营养成分、添加剂和污染物等。这有助于确保食品的安全性和质量。
药物分析：分光光度计可用于药物的质量控制、药物代谢动力学研究和药物活性成分的测定。这对于药物研发和临床应用具有重要意义。
