荧光光谱的基本原理和测试方法

一、 实验目的
1．了解荧光光谱仪的基本构造和各组成部分的作用 2．了解荧光光谱仪的工作原理
3．掌握激发光谱、发射光谱的测定方法。

二、 实验原理
原子外层电子吸收光子后，由基态跃迁到激发态，再回到较低能级或者基态时，发射出一定波长的辐射，称为荧光。 (1)激发光谱
是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长(或频率)变化的曲线。横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。
激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。荧光为光致发光，合适的激发光波长需根据激发光谱确定。激发光谱是在固定荧光波长下，测量荧光体的荧光强度随激发波长变化的光谱。  (2)发射光谱
是指发光的能量按波长或频率的分布。通常实验测量的是发光的相对能量。发射光谱中，横坐标为波长，纵坐标为发光相对强度。 (3)荧光强度与荧光物质浓度的关系
用强度为I0的入射光，照射到液池内的荧光物质时，产生荧光，荧光强度If用仪器测得，在荧光浓度很稀(A<0.05)时，荧光物质发射的荧光强度If与浓度有下面的关系：If=KC。

三、 测试仪器

从150W氙灯光源发出的紫外和可见光经过激发单色器分光后，再经分束器 照到样品表面，样品受到该激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，再经荧光端光电倍增管倍增后由探测器接收。另有一个光电倍增管位于监测端，用以倍增激发单色器分出的经分束后的激发光。
光源发出的紫外-可见光经过激发单色器分光后，照到荧光池中的被测样品上，样品受到该激发光照射后 发出的荧光经发射单色器分光，由光电倍增管转换成

相应电信号，再经放大器放大反馈进入A/D转换单元，将模拟电信号转换成相应数字信号，并通过显示器或打印机显示和记录被测样品谱图。 四、样品制备 1. 薄膜样品 
薄膜试样可以直接在样品台上进行测试 2. 液体试样 
液体试样应放入专用的液体样品槽中，固定到样品座中。 五、 测试过程
1. 发射光谱的测试   第一步：参数设置。
(1) 设置光谱类型。选择“Emission”发射光谱 (2) 设置激发波长。输入激发波长 
(3) 设置发光波长范围。输入扫描的起始波长和终止波长（对于未知样，也可选择可见光全波段400~760nm）
(4) 设置记录范围。输入纵坐标的最小和最大显示值 (5) 设置扫描速度。 
(6) 设置狭缝宽度。可分别选择 激发和发射狭缝 宽度，对于发光较弱的样品，测试时可以适当增大狭缝宽度。 (7) 参数设置完成后，点击“OK”。 第二步：光谱测试。
点击屏幕右下角“Start”按钮，开始发射光谱测试。测试完成后，保存数据。 注意：这种保存只是临时保存，关机后将消失。永久保存需使用 File / Save as，选择存储路径和文件夹，点击“Save As”保存。保存后的文件，扩展名是“.SPC”，只能用测试软件程序打开。若想将测试结果转换为数据，以利于使用其他软件作图和编辑，需进行数据转换 2. 激发光谱的测试
基本操作同发射光谱，只是在设置光谱类型项选择“Excitation”激发光谱。 六、 样品测试 1． 数据记录
测试荧光聚氨酯、荧光碳纳米颗粒、荧光染料罗丹明B或罗丹明6G溶液的荧光和激发光谱，保存好所测试样的发射和激发谱数据。 2． 数据处理和分析
利用Origin软件将所得数据作图，标记最大激发波长和发射波长。 七、 思考与讨论
1. 是否可以用荧光光谱仪来进行聚合物的定性分析？试解释其原因？ 2. 荧光物质为什么能产生荧光？