光 学分析 法 又 称 光 谱 分 析 法 ，是 以 物 质 的光学光谱性质为基 础的分析方法。它又可
细 分 为 吸 收 光 谱 和 发 射 光 谱 (也有人根据测定光学性质时物质所呈状态分为原子光谱和
分 子 光 谱 )，具 体 有 比色法 、分 光 光 度 法 、原 子 发 射 光 谱法 。以 常 用的分 光光 度法 为例，
具 体 介 绍 如 下 。
1. 分 光 光 度法基 本 原 理
1 ) 光的性质
光 是 一 种 电 磁辐射 ，其 最 小 单 位 是 光 子 ，光 子 具 有一定的能量 ( E ) , 它与光波频率
( v ) 或 波 长 (A ) 的关系为
式 中 h— 普 朗 克 常 数 ;
c— 光 速 。
从 式 (1-3 ) 可 知 ，光 子的能量与频率或 波 长 相 对 应 ，波 长 越 长 能 量 越 小 ，波长越短
能 量 越 大 。
电磁辐射的覆盖范 围很大 ，按 照 波 长 由 短 到 长 的 顺 序 ，依 次可分为 7 射 线 、X 射 线 、
紫 外 线 、可 见 光 、红 外 线 、微 波 、无 线 电 波 9 可见光就是我们平时可以直接用肉眼观察
到 的 光 ，其 波 长 范 围 为 4 0 0 ~ 7 6 0 n n u 在 该 范 围 内 ，不同波长的可见光对人眼产生不同
的 刺 激 ，人眼感 觉到的效果 就呈现 不 同 的 颜色 。我们将 具 有 不 同 颜 色 的 光 ，称 为 色 光 。
各 种 色 光之 间并无 严 格 的 界 限 ，绿 色与 黄色 之间 有各种 不同色调 的黄绿 色。
人 们 日 常 所 见 的 白 光 ，就 是由上述色光按一定 比例混合而产生的一 种综合 效果，故
称 为混 合光 s 如 果将 一束 白光 通 过 棱 镜 色 散 ，也 可 以 将 白 光 分 解 成 上述色 光 ，并按波长
的次序排列成一条光 带。
只 具有 一 种 波长用棱 镜不能再分解的光，叫 做 单 色 光 。从 严 格 意 义 上 来 讲 ，单色光
就是 具有 唯 一 波 长 的 光 ，上 述 的 色 光 也 不 能 称 为 单 色 光 ，最 多 只 能 称 为 近 似 的 单色(相
对 于 人 眼 的 分 辨 率 )，因 为 每 种 色 光 都 具 有一定的 波 长 范 围 。如 绿 色 光 就 包 括 500 ~
560 n m 的各种单 色光。
2 ) 溶液的颜色与溶液对光的选择性吸收
不同溶 液 会呈 现 不 同 的 颜 色 ，这是由于溶 液对不同 波长的光选择性吸收的结果 。在
白光的照射下，如 果 可见 光几 乎全 部 被 吸 收，则 溶 液 呈 黑 色 ;如果全部不吸收或吸收极
少 ，则 溶 液 呈 无色;如果 只吸 收或最 大 程 度 吸收 某种 波长 的色 光，则溶液呈被吸收色光
的互 补色。例 如 当 白 光 通 过 K M n 0 4 溶 液 时 ，它 选 择 性 地 吸收 了 白 光中 的 绿 色光 ，其他
色 光不 被 吸收而 透过 溶液，从互补 规 律 可 知 ，透 过 的 光 线 中 ，除 紫 色 光 外 ，其他颜色的
光 互 补 成 白 光 ，所 以 K M n0 4溶液呈透 过 光 的 颜 色 ，即紫色
为了更 详细地了解溶 液对光 的选 择性 吸收 性 质 ，可以使用不同波长的单色光分别通
过 某 一 固 定浓 度 和 厚度 的 有 色 溶 液，测 量 该 溶 液 对 各 种 单 色 光 的 吸 收 程 度 (即 吸 光 度 )，
以波长A为 横 坐 标 、吸 光 度 J 为 纵 坐 标 作 图 ，所得 曲线 称 为 光 吸 收 曲 线 ，该曲线能够很
清 楚 地 描 述 溶 液 对不同 波 长 单 色 光 的 吸 收 能 力 (见 图 1- 1 )。
图 1-1是 4 种 不 同 浓 度 K M n 0 4溶 液 的光 吸 收 曲线 。从 图中可 以 看 出 ，不 管 浓 度 大 小 ，
在 可 见 光 范 围 内 ，K M n 0 4溶 液 对 波 长 525 n m 附 近 的绿 色光 吸 收 最 多 ，而对紫色和红色
光 吸 收 很 少 。光 吸 收 最 大处的 波 长 称 为最 大吸 收波 长，常用A max表 示 。K M n 0 4溶液的A max
为 525 n m e 浓 度不同时 ，溶 液 对 光 的 吸 收 程 度 (吸 光 度 )不 同 ，由于最大吸收波长不变，
故 4 条光 吸 收曲 线的 形状 相似 。
3 ) 光的吸收定律
从 直 观 上不难 理 解 ，由 于 光线透 过溶液 时，溶 液 中 的 质 点 (分 子 、原 子 、离 子 )选
择性 地 吸 收 某 一 波 长 的 光 ，所 以溶 液 的浓 度越 大或液 层 越 厚，光 透 过 的 质 点 就 越 多 ，光
被 吸 收 得 越 多 ，则 透过 的 光 就 越 少 。
实 践 证 明 ，当一束平 行 的 单 色 光通 过均 匀 、非 散 射 的 稀 溶 液 时 ，溶液对光的吸收程
度 与 溶 液 的 浓 度 及 液层厚 度 的 乘 积 成 正 比 。此 定量关系 称 为 光 的 吸 收 定 律 ，也 叫 朗 伯 _
比尔定律。它的数学表达式为
A=KCb ( 1-4)
式 中 A— 溶 液 对 光 的 吸 收 强 度 ;
K~ 比 例常 数，与 人 射 光 的 波 长 、溶 液 的性质及 温 度 有 关 ;
C~ 溶 液 的 浓 度 ;
b— 液 层 的 厚 度 。