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光谱分析法

第2章光谱分析法

光谱分析法是以分子和原子的光谱学为基础建立起的分析方法。

光谱学是研究物质对电磁辐射的吸收或发射现象的科学。

光谱分析法是药物分析的重要方法，具有准确度高、精密度好、选择性好和分析快速的特点。

它包括分光光度法、荧光光度法、红外光谱法、核磁共振法、原子吸收法、质谱等。

光谱分析法在药物分析中的应用较多，发展迅速，受到了药物分析工作者的关注。

随着各种新的反应体系层出不穷，尤其是联用技术的发展，使得分析的范围更加广泛，分析样品逐渐从简单的药剂扩大到复杂的生物样品，为药物分析提供了更加广阔的发展空间。

2.1基础知识

2.1.1光的本质

光是一种电磁辐射或称电磁波，它具有波动性和粒子性（或波粒二象性）。

电磁波和物

质间相互作用及能量转换关系可以用下式表示：

E=h（/入（2-1）

式中，E为电磁波能量（焦耳，J）,h为普朗克常数（6.63X10-36j・s）,c为光速（3X1010cm

/s）,入为电磁波波长（nm,1cm=107nm），每厘米（cm）长度内所含波长的数目，即波长的倒

数（1/为定义为波数（o）。

（2-1）式表明电磁波的波长与其能量呈反比。

人眼能产生颜色感觉的光区称为可见光区，其波长范围为400〜760nm,它是由红、

橙、黄、绿、青、蓝、紫七色按一定比例混合而成的白光。

由于受人的视觉分辨能力的限制,人们所看见的各种颜色,如黄色、红色等,实际上是可见光区中含一定波长范围的各种色

光,即各种色光也是一种复合光。

各种有色光之间并无严格的界限,例如绿色与黄色之间有各种不同色调的黄绿色。

实验证明,七种颜色的光能混合为白光,两种特定的单色光按一定强度比例亦可混合成为白光,我们称这两种光互为补色。

各种光的互补如图2-1所示。

图

2-1中处于直线关系者互为补色。

如黄光与蓝光；绿光与紫光互为补色光。

绿

图2-1各种光的互补

2.1.2吸收和发射现象

1.吸收现象

当电磁辐射与物质作用时，将物质粒子（原子、离子和分子）吸收或发射光子的过程称

为能级跃迁。

当物质粒子的低能态（基态）与高能态（激发态）间的能量差与电磁辐射的能量相同时，则光子被粒子选择性地吸收，从而使粒子由基态跃迁到激发态，这个过程称为吸收过

程或吸收现象。

利用物质粒子对光的吸收现象而建立起的分析方法称为吸收光谱法，如紫外

一可见吸收光谱法、红外吸收光谱法和原子吸收光谱法等。

2.发射现象

处在激发状态的物质粒子是不稳定的，在很短的时间内（大约10-8s），又从激发态回到

基态，而将吸收的能量以光的形式释放出来，这个过程称为发射过程或发射现象。

同样利用发射现象建立起的分析方法称为发射光谱法，如荧光发射光谱法和原子发射光谱法等。

2.1.3电磁波的分类

将电磁辐射按波长的大小顺序排列成电磁波谱，可划分为不同的电磁波区。

常见的有；紫外光区、可见光区和红外光区，其波长依次增长，而能量依次变小。

利用不同电磁波区的

电磁辐射和不同的吸收和发射现象可以建立不同的光谱分析方法，如表2-1列出了电磁波特

性与光谱分析法的关系。

表2-1不同波长光与其光谱分析的关系

电磁波

波长

作用对象

利用的现象

Y射线区

v0.005nm

原子核

Y射线吸收、活化、电子射线分析

X射线区

0.005〜10nm

内层电子

X射线吸收、荧光、衍射分析

紫外光区

10〜400nm

外层电子

原子荧光、吸收、发射及紫外吸收分析

可见光区

400〜800nm

分子轨道电子

可见光度、荧光、拉曼、旋光分析

红外光区

800〜1000nm

分子振动、转动

红外吸收分析

微波区

1000nm〜300cm

磁场中未成对电子的偶极矩

顺磁共振分析

无线电波区

>300cm

磁场中原子核的偶极矩

核磁共振分析

2.1.4光谱定义和定性定量基础

1.光谱定义

以光的波长或波数为横坐标，以物质粒子对光的吸收或发射强度为纵坐标所绘制的谱

图称为吸收光谱或发射光谱。

反映分子能级跃迁的光谱称为分子光谱，由此建立的分析方法

称为分子光谱法，如紫外一可见吸收光谱法、荧光发射光谱法和红外吸收光谱法等。

反映原子能级跃迁的光谱称为原子光谱，由此建立的分析方法称为原子光谱法，如原子吸收光谱法

等。

2.定性定量基础

由于不同物质的原子、离子和分子的能级分布是特征的，则吸收光子和发射光子的能

量也是特征的。

所以，利用不同光谱分析法的特征光谱可以进行定性分析，光谱强度可以进

行定量分析。

其定量方式是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。

2.2紫外一可见分光光度法

当物质分子吸收一定波长的光能，分子外层电子或分子轨道电子由基态跃迁到激发态，

产生的吸收光谱，一般在紫外一可见光区，称为紫外一可见光谱（UV-visiblespectrum）

紫外一可见光谱为一种分子吸收光谱，吸收波长在200〜760nm范围内。

紫外一可见吸收光

谱常用于研究不饱和有机化合物，特别是具有共扼体系的有机化合物。

许多药物是含有芳环

或不饱和共扼结构的有机分子，大都有紫外吸收。

利用物质的紫外一可见吸收光谱特性而建立的分析方法称为紫外一可见分光光度法。

从紫外一可见光谱图的形状来看，是一种带状

光谱，可提供的结构信息量十分有限。

但紫外-可见分光光度法适用于微量和痕量组分分析，测定灵敏度可达到10-4〜IO-7g/mL或更低范围。

具有设备简单、适用性广、准确度高、精密度高、选择性好、干扰少或干扰易于消除等特点。

在有机化学、生物化学、食品检验、医疗卫生、环境保护、肿瘤诊断、生命科学等各个领域和科研生产工作中都已得到了广泛的应用。

对于药物质量的检验与控制、有关药物含量的测定以及药代动力学的研究均起着重要的作用。

由于许多药物结构中具有吸收紫外或可见光的基团，或这些基团能与某些试剂、离子等

发生颜色反应，从而很容易被检测，因此分光光度法在药物分析中得到了普遍应用。

2.2.1紫外-可见光谱基础知识

1.分子能级

分子内部各种运动状态所形成的能级结构。

分子有如下三种运动方式：

1）形成化学键的电子云形状变化。

2）化学键振动。

3）分子沿某一轴转动。

对应有三种能级：

①电子能级；②振动能级；③转动能级。

分子产生电子能级跃迁时所需能量较高。

所以，发生电子能级跃迁的同时，总是伴随

着分子振动能级与转动能级的跃迁，如图2-2所示不同能级对应不同的能级跃迁。

因而在紫外一可见吸收光谱中，包含有各种振动能级与转动能级跃迁而产生的若干谱线，从而形成了

吸收谱带，若干条吸收谱带就构成了整个分子的电子光谱。

E.激发态E趣发态

吕转型能圾&基态

图2-2能阶跃迁示意图

2.紫外一可见光吸收谱的产生

由于分子对可见一紫外光的吸收一般都涉及价电子的激发，因此吸收峰的波长与分子中存在的化学键类型相关，从而可以鉴定分子中的官能团并定量测定含有吸收官能团的化合物。

当分子吸收一定波长的紫外光时，电子发生跃迁，所产生的紫外吸收光谱，属于电子光

谱。

有机化合物的紫外一可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果如图2-3所示：

形成单键的Z

电子，形成双（叁）键的n电子，未成键的n电子。

受到光的照射，基态电子吸收能量后变为激发态n电子和Z电子，同时产生吸收光谱，用紫外（可见）光照射有机分子，分子吸收紫外（可见）光后，从电子能级基态跃迁到激发态，一般得到比较强的近紫外（可见）吸收光谱。

图2-3电子跃迁能级示意图

紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。

分子吸收能量后，电子能从成键轨

道跃迁到反键轨道，从不同成键轨道（Z,n,n）跃迁到反键轨道时，分子吸收的光能不

同，如图2-4所示n^n及共轭烯烃的n^n吸收的能量在200nm以上，落在近紫外区

（200〜400nm为近紫外区），其他形式的跃迁都在200nm以下。

紫外光的范围为4〜400nm

其中，4〜200nm为远紫外区。

紫外吸收光谱的波长范围是100〜400nm—般紫外光谱用来

研究近紫外吸收，一般的紫外光谱也是指近紫外区。

可见

一远紫外■]+”适紫外

書L於、I—电荷迁移|■口!

^^口・II

配位场

II

IT

_L

1002OC300W5006OC700800

图2-4不同的轨道跃迁对应的不同紫外光谱

3•紫外一可见光谱图

紫外一可见光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的，横坐标表示吸收光的波长入,用nm（纳米）为单位。

纵坐标A表示吸收光的吸收强度，可以用A（吸光度）、T（透射比或透光率或透过率）、1/T（吸收率）、K（吸收系数）中的任何一个来表示。

在不同波长下,

化合物的吸光度构成一条连续曲线。

光谱图是描述化合物对各种频率（或波长）电磁波的吸

XiunXim九ihAninAmax

1吸收峰,2峰谷,3肩峰，4末端吸收

图2-5紫外-可见光谱图

吸收曲线上一般都有一些特征值。

曲线上吸收最大的地方叫做吸收峰，它所对应的波

长为最大吸收波长（入max），峰与峰之间的部位叫做峰谷，该处的波长称为最小吸收波长

（入min）。

有的吸收峰较弱或两峰很接近，不容易显现出完整的吸收峰，而在一个吸收峰

旁产生一个曲折称为肩峰（入sh）。

在图谱短波端只呈现强吸收，而不成峰形的部分称为末

端吸收（在图的4部位）

某些物质的吸收光谱，可出现几个吸收峰。

在正常情况下，选用同一物质的几种不同浓度的溶液所测得的吸收光谱曲线的图形是完全相似的。

图2-6是四种不同浓度的KMnO溶

液的四条吸收光谱曲线。

从图中可以看出，四条曲线的形状完全相似入max值相同，这说明

物质吸收不同波长的光的特性只与溶液中物质的结构有关，而与溶液的浓度无关。

在分光光

度法中，将吸收光谱曲线的特征值及整个吸收曲线的形状作为定性的依据，从图中还可以看

出，同一物质，由于浓度不同，图上表现为吸收峰的高度不同，即浓度越大，吸收峰就越

高。

在分光光度法中，利用吸收峰的高度与溶液浓度的正比关系进行定量分析。

图2-6不同浓度样品吸光度的变化

吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况，如含有共轭体系，会使吸收波长向长的方向移动

称红移，共轭体系越长，红移程度越大。

含有共轭双键、苯环、羰基等能够发生红移的生色

基团的有机化合物，在受到一定波长的紫外（或可见）光照射时，会产生吸收。

不同的官能

团有不同的特征吸收。

光谱的特征性是定性分析的基础，如C=C吸收在175nmC=C吸收

在213nm。

另外，溶剂不同，也会影响吸收带波长。

222紫外一可见光谱测定中的定量关系

1.朗伯一比尔（Lambert—Beer）定律

是吸收光谱法的基本定律，是说明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度和厚度间

关系的定律。

Beer定律说明吸收与浓度间的关系，Lambert定律说明吸收与厚度间的关系。

当一定波长的单色光通过含吸光物质的被测溶液时，一部分光被吸光物质所吸收而使光

强度减弱，减弱的程度用透光率表示，如图

2-7所示单色光通过液层厚度为I的有色溶液

时，溶质吸收了光能。

光的强度就要减弱。

溶液浓度愈大，光通过的液层厚度愈大，则光被吸收得愈多，光强度的减弱也愈显著。

描述它们之间定量关系的定律称为朗伯-比耳定律。

T=It/1o=1O-Ecb（2-2）

式中，I为透射光强；|0为入射光强；E为吸收系数；C为吸光物质浓度；I为吸光物质溶液的液层厚度或称光积长度。

（2—2）式表明透光率与吸光物质的浓度和液层厚度之间是一种指数关系，如果将其转换为对数形式，则为：

LgT=lg（lt/lo）=-Ecl（2-3）

定义透光率的负对数为吸光度（absorbanee，A），所以，（2—3）式可以表示为：

A=lg（1/T）=Eel（2-4）

式中A为吸光度；T为透光率；

E为吸收系数，采用的表示方法是E1%icm,其物理意义为当溶液浓度为1%（g/ml）,液

层厚度为1cm时的吸光度数值，是该物质的物理常数。

（2—4）式则为通常所称的朗伯一比尔定律，是分子光谱法的基本定律，它表明吸光度

与浓度或液层厚度之间是简单的正比关系。

物质对光的选择性吸收波长，以及相应的吸收系

数是该物质的物理常数。

当已知某纯物质在一定条件下的吸收系数后，可用同样条件将该供

试品配成溶液，测定其吸光度，即可由上式计算出供试品中该物质的含量。

2•影响比耳定律的因素

定量分析时，通常液层厚度是相同的，按照比耳定律，浓度c与吸光度A之间的关系

应该是一根通过原点的直线。

实际工作中，特别当溶液浓度较高时，会出现标准曲线弯曲现

象（图2-8中虚线），称为偏离比耳定律。

若在弯曲部分进行定量，就将引起较大的测定误差。

实际上在推导朗伯一比耳定律时包含了这样两个假设：

①入射光是单色光；②溶液是吸光物

质的稀溶液。

因此导致偏离比耳定律的主要原因就表现在光学和化学两个方面。

图2-8光度分析工作曲线

1）光学因素

比耳定律只适用于单色光，但一般的单色器所提供的入射光并不是纯单色光，而是波

长范围较窄的光带，实际上仍是复合光。

由于物质对不同波长光的吸收程度不同，因而就产生吸光度的不同。

因此测定时应选用较纯的单色光（即波长范围很窄的复合光）。

同时选择吸光物质的最大吸收波长的光作测定波长，因为吸收曲线此处较平坦，而且吸光系数大，测定有较高的灵敏度，对比耳定律的偏离就较小。

2）化学因素

比耳一朗伯定律假设溶液中吸光粒子是独立的，即彼此之间无相互作用。

然而实际表

明，这种情况只有在稀溶液才成立。

高浓度时，溶液中粒子间距离减少，相互之间的作用不

能忽略不计，这将使粒子的吸光能力发生改变，引起对比耳定律的偏离。

浓度越大，对比耳定律的偏离越大。

所以一般认为比耳定律仅适用于稀溶液。

另一方面，吸光物质可因浓度改变而有解离、缔合、溶剂化及配合物组成改变等现象，

吸光物质发生存在形式的改变，因而影响物质对光的吸收能力，导致比耳定律的偏离。

为了

防止这类偏离，必须根据物质对光吸收性质、溶液中化学平衡的知识，严格控制显色反应条件。

使被测物质定量池保持在吸光能力相同的形式，以获得较好的吸光度。

3）吸光度的加和性

当溶液中含有两种对光产生吸收的组分，且各组分间不存在相互作用时，则该溶液对波长A光的总吸光度为溶液中每一组分的吸光度之和，这种性质称为吸光度的加和性。

可以表示为：

A=ECI+E2C2I

（2-5）

式中At为总吸光度，El、E2和C、C2分别为第一种和第二种组分的摩尔吸收系数和物质的量浓度吸光度的加和性在多组分的定量测定中是十分有用的。

4）吸光度的测量

（1）溶剂与容器

测量溶液吸光度的溶剂与吸收池应在所用的波长范围内有较好的透光性，即不吸收光或

对光的吸收很弱。

玻璃不能透过紫外光，所以在紫外区测定只能用石英池。

许多溶剂本身在

紫外光区有吸收峰，只能在它吸收较弱的波段使用。

表2-2列出一些溶剂适用范围的最短波长。

低于这些波长就不宜采用。

表2-2常见溶剂的使用波长

溶剂

极限波长/nm

溶剂

极限波长/nm

溶剂

极限波长/nm

乙醚

210

乙醇

215

乙酸乙酯

260

环己烷

200

正己烷

220

苯

280

正丁醇

210

氯仿

245

吡啶

305

水

200

甘油

230

丙酮

330

甲醇

200

二氯甲烷

235

甲苯

285

（2）空白对比

测量吸光度，实际上是测量透光率。

但在测量光强度减弱时，不只是由于被测物质的吸收所致，还有溶剂和容器的吸收，光的散射和界面反射等因素，都可使透射光减弱。

为了排除这些干扰因素，须用空白对比法。

空白是指与试样完全相同的容器和溶液。

只是不含被测

物质。

采用光学性质相同，厚度相同的吸收池装入空白液作参比，调节仪器。

使透过参比吸

收池的吸光度为零，A=0或透光率T=100%,然后将装有测量溶液的吸收池移入光路中测量，得到被测物质的吸光度。

2.2.3可见光分光光度法干扰的消除

可见光分光光度分析中，共存离子如本身有颜色或与显色剂作用生成有色化合物，都将

干扰测定。

要消除共存离子的干扰，可采用下列方法：

1•加入络合掩敝剂或氧化还原掩敝剂使干扰离子生成无色络合物或无色离子。

如

用NH4SCN作显色剂测定Co2+时，对于Fe3+的干扰可借加入NaF使之生成无色的FeF?

而消除。

测定Mo（W）时也可加入SnCl2或抗坏血酸等将Fe3+还原为Fe2+而避免与SCN作用。

2.选择适当的显色条件以避免干扰如利用酸效应，控制显色剂离解平衡，降低显色

剂浓度，使干扰离子不与显色剂作用。

如用磺基水杨酸测定Fe3+离子时，Cu2+与试剂形成

黄色络合物，干扰测定，但如控制pH在2.5左右，Cu2+则不与试剂反应。

3.分离干扰离子在不能掩蔽的情况下，可采用沉淀、离子交换或溶剂萃取等分离方法除去干扰离子。

其中，尤以萃取分离法使用较多，并可直接在有机相中显色，这类方法称为萃取光度法。

4.选择适当的吸收波长为了使测定结果有较高的灵敏度，应选择波长等于被测物质的

最大吸收波长的光作为入射光。

选用这种波长的光进行分析，不仅灵敏度较高，而且测定时

对朗伯-比耳定律的偏离较小。

2.2.4紫外一可见分光光度计

紫外可见分光光度计是在紫外可见光区可任意选择不同波长的光来测定吸光度的仪器。

商品仪器的类型很多，质量差别悬殊，基本原理相似。

光路可用方框图示意如下：

图2-9分光光度计结构方框图

1.主要部件

1）光源

分光光度计要求有能发射强度足够而且稳定的具有连续光谱的光源，紫外光区和可见

区通常分别用氘灯和钨灯两种光源。

光源的发光面积应该小，同时应附有聚光镜使光聚集于

单色器的进光狭缝。

光能量随波长的变化波动较小，且有较长的使用寿命。

常用的光源是氘

灯和钨灯，氘灯用于190〜400nm紫外光范围，钨灯发光强度与供电电压的3〜4次方成正

比，所以供电电压要稳定。

卤钨灯的发光强度比钨灯高。

钨灯用于350〜1000nm范围，气体

放电发光需先激发，同时应该控制稳定的电流，所以都配有专用的电源装置。

2）单色器是将光源发射出的混合光进行色散并选择出所需波长单色光的装置。

单色器是分光光度计的核心部件，主要由进口狭缝、准直镜、色散元件、聚焦透镜和出口狭缝组成。

目前色散元件多采用光栅。

（1）棱镜棱镜的色散作用是由于棱镜材料对不同波长的光有不同的折射率。

棱镜材料有玻璃和石英两类。

玻璃对可见光的色散比石英好，但不能透过紫外光。

石英对紫外光有很好的色散作用，但在可见区不如玻璃。

棱镜的色散随波长而变，所以用棱镜分光得到的光谱，按波长排列是疏密不均匀的，长波长区密，短波长区疏。

等。

行光，

量小，

（2）光栅光栅是一种在玻璃表面上刻有许多等宽、等间距的平行条痕的色散元件。

紫外可见光谱用的光栅一般每毫米刻有1200条条痕。

它是利用复光通过条痕狭缝反射后，产生衍射与干涉作用，使不同波长的光有不同的方向而起到色散作用。

光栅的优点在于可用的波长范围比棱镜宽得多，而且色散近乎线性，即光栅色散后的光谱中，各条谱线间距离相

3）准直镜准直镜是以狭缝为焦点的聚光镜。

作用是将进入单色器的发散光变成平又用作聚光镜将色散后的单色平行光聚集于出光狭缝。

4）狭缝狭缝宽度直接影响分光质量。

狭缝过宽，单色光不纯。

狭缝太窄，则光通将降低灵敏度。

所以狭缝宽度要恰当，一般以减小狭缝宽度而试样吸光度不再改变时的宽度为合适。

廉价仪器多用固定宽度的狭缝，不能调节。

光栅仪器多用单色光谱带宽度显示狭缝宽度，直接表示单色光纯度。

棱镜仪器因色散不均匀，只能用狭缝实际宽度表示，单色光的纯度须经换算后才能得到。

3）吸收池可见光区用光学玻璃吸收池，紫外光区使用石英池。

用作盛空白溶液的吸收池与盛试样溶液的吸收池应互相匹配，即有相同的厚度与相同的进光性。

在测定吸光系数或利用吸光系数进行定量测定时，还要求吸收池有准确的厚度（光程）。

4）检测器也称光电转换器，一般常用光电倍增管将光传导转换成电信号。

也就是一类光电换能

器，是将所接收到的光信息转变成电信息的元件。

常用的有光电管和光电倍增管。

有一层对光敏感的碱金属或碱金属氧化物；当光线照射时，这些金属物质即发射电子；光愈

强，放出电子愈多。

与阴极相对的阳极，有较高的正电位，吸引电子而产生电流。

此光电流很小，需放大才能检测。

目前，国产光电管有两种，即紫敏光电管，为铯阴极，适用波长为

200〜625nm红敏光电管，为银氧化铯阴极，适用波长为625〜1000nm=

1•照射光2.阳极3.光敏阴极4.直流电源5.高电阻6.直流放大器7指示器

图2-10光电管示意图

（2）光电倍增管原理和光电管相似，结构上的差别是在涂有光敏金属的阴极和阳极之间还有几个倍增极（一般是9个）。

5）信号处理器

将较弱的电信号经放大、转换等处理过程，以某种方式将测量结果显示出来。

紫外一可

见分光光度计类别很多。

按绘制光谱图的检测方式分为分光扫描检测与二极管阵列全谱检测。

一般分光光度计采用分光扫描检测方式，其元件的排列次序为：

光源一单色器一吸收池

一光度计。

它通过转动色散元件，使单色器出光狭缝面上的光谱带左右移动以选择所需波长的光。

扫描一幅光谱图须使不同波长的光依次通过出光狭缝，逐一进入检测器。

这种装置的

优点是可调节单色光纯度。

二极管阵列全谱检测方式元件排列次序为：

光源一吸收池一单

色器一光度计。

光源的混合光先通过吸收池吸收后再由色散元件分散成光谱带，不需转动色

散元件一次可得全光谱信息，但单色光谱带宽的调节受到一定的限制。

2.分光光度计的类型

紫外可见分光光度计的光路系统大致可分为单光束、双光束、双波长等几种。

1）简易分光光度计

以721型分光光电比色计为例。

使用波长范围为360〜800nm。

以钨灯为光源，玻璃棱

镜为色散元件．检测器采用光电管。

仪器结构简单，价格低廉，但单色光纯度较差，只适用于可见光区，用对照法作定量分析。

2）单光束分光光度计

此类仪器有上海分析仪器厂生产的751型，752型，英国的UnzcamSP500型，日本岛

津QR—50等。

以752型仪器为例，波长范围为200〜1000nm，氘灯为紫外光源，钨灯作

可见光源，光栅为色散元件，光电管作检测器，是一类高精密、可靠、适用于定量分析的仪器，可用于吸光系数的测定。

单光束仪器只有一束单色光。

空白溶液的100%透光率调节和试样溶液透光率的测定，

都是在同一位置用同一束单色光先后进行的。

仪器的结构较简单，但对光源发光强度的稳定性要求较高。

3）双光束分光光度计

双光束光路是被普遍采用的光路，表示其光路原理。

从单色器射出的单色光，用一个旋转扇面镜将它分成两束交替继续的单色光束，分别通过空白溶液和样品溶液后，再用一同步扇面镜将两束光交替地投射于光电倍增管，使光电管产生一个交变脉冲讯号，经过比较放大后，由显示器显示出透光率、吸光度、浓度或进行波长扫描，