2) конденсировании светового потока
3) монохроматизации света
4) преобразовании электромагнитного излучения в электрический ток (+)
Фотоэлемент в спектрофотометре выполняет функцию фотодетектора: воспринимает электромагнитное излучение, прошедшее через исследуемый раствор, и преобразует его энергию в электрический сигнал. В основе работы лежит фотоэлектрический эффект — под действием фотонов в чувствительном материале возникают носители заряда, вследствие чего формируется фототок или изменяется электрическая проводимость. Величина сигнала в рабочем диапазоне пропорциональна интенсивности падающего света.
Полученный электрический сигнал усиливается и обрабатывается электронной системой прибора, после чего рассчитываются коэффициент пропускания и оптическая плотность образца. Согласно закону Бугера—Ламберта—Бера, оптическая плотность при заданной длине волны пропорциональна концентрации поглощающего вещества и толщине поглощающего слоя. Фотоэлемент не создает и не монохроматизирует свет: излучение формирует источник, направление и фокусировку обеспечивают оптические элементы, а выделение узкого спектрального диапазона выполняет монохроматор.
| Элемент спектрофотометра | Основное назначение | Отличительный признак |
|---|---|---|
| Источник излучения | Формирует световой поток необходимого спектрального диапазона | Используются дейтериевые, вольфрамовые или ксеноновые лампы |
| Конденсор и оптическая система | Собирают, направляют и фокусируют свет | Не изменяют световую энергию в электрический сигнал |
| Монохроматор | Выделяет из полихроматического излучения заданную длину волны | Содержит призму, дифракционную решетку и входную либо выходную щель |
| Кювета | Содержит исследуемый раствор и задает длину оптического пути | Материал кюветы выбирают с учетом используемого спектрального диапазона |
| Фотоэлемент | Преобразует прошедшее через образец излучение в электрический сигнал | Величина фототока зависит от интенсивности светового потока |
| Усилитель | Повышает амплитуду сигнала фотодетектора | Обеспечивает регистрацию малых изменений интенсивности излучения |
| Вычислительный блок | Рассчитывает пропускание, оптическую плотность и концентрацию вещества | Представляет результат измерения в цифровой или графической форме |
Чувствительность и линейность фотоэлемента непосредственно влияют на точность количественного анализа лекарственных веществ. При высокой оптической плотности на детектор поступает малый световой поток, поэтому возрастает относительное влияние шумов и рассеянного излучения. Для получения достоверных результатов проводят измерение относительно раствора сравнения и контролируют чистоту кювет. Таким образом, фотоэлемент является ключевым звеном регистрации, связывающим оптическую часть спектрофотометра с электронной системой обработки данных.