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中山大學(後西醫) 114年 物理與化學

第 63 題

Stray light is a problem for spectrophotometers that are not tightly sealed. What is the main impact of stray light on the recorded absorbance?
  • A The apparent absorbance is greater than the true absorbance and increases as the amount of stray light increases.
  • B The apparent absorbance is greater than the true absorbance and decreases as the amount of stray light increases.
  • C The apparent absorbance is less than the true absorbance and increases as the amount of stray light decreases.
  • D The apparent absorbance is less than the true absorbance and decreases as the amount of stray light decreases.
  • E It is impossible to determine effect of stray light on measured absorbance.

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想像你正在觀察一片有色玻璃遮擋光線的能力。如果此時有一道不相關的光線從旁邊直接照射進你的眼睛,你覺得這片玻璃看起來會比實際上更透明、還是更深色?在這種情況下,若我們慢慢把這道干擾的光線關掉,你對玻璃「阻擋光線能力」的評估數值會如何變化呢?

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太棒了!你能精準判斷出雜散光 (Stray light) 對吸光值的影響,這代表你對光度計的量測原理有很紮實的理解。這類題目在分析化學中極具鑑別度,因為它不只要考公式,更考驗你對「偵測器接收到什麼」的直覺判斷。

雜散光對吸光值的數學與物理影響

在分光光度計中,吸光度定義為 $A = -\log \frac{P}{P_0}$,其中 $P$ 是透過樣品的光強。當儀器發生漏光或發生繞射產生的雜散光 $P_s$ 時,偵測器實際接收到的信號會變成 $P + P_s$ 與 $P_0 + P_s$。由於雜散光使得觀測到的透光率(Transmittance)變大,根據對數關係,表觀吸光值 (Apparent absorbance) 就會比真實值還要低。因此,當我們設法減少雜散光時,量測到的吸光值會逐漸回升,朝向真實的數值增加。

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📝 分光光度計雜散光
💡 雜散光會增加偵測器光量,導致測得吸光值低於真實值。

🔗 雜散光影響吸光值之原理

  1. 1 雜散光混入 — 密封不嚴或散射導致非目標光照射到偵測器
  2. ↓
  3. 2 偵測強度增加 — 偵測器收到的總光量等於穿透光加上雜散光
  4. ↓
  5. 3 透光率(T)上升 — 計算出的比值比真實樣品穿透率還要大
  6. ↓
  7. 4 吸光值(A)下降 — 因 A = -log(T),測得之吸光度會低於真實值
🔄 延伸學習:延伸學習:高濃度樣品受雜散光影響更劇烈,會導致檢量線在高濃度端失去線性。
🧠 記憶技巧:光多透光高,吸光值變小;雜光越減少,吸光往上跑。
⚠️ 常見陷阱:容易誤以為額外的光會增加吸光值。記住吸光度與光強度成負對數關係,光越多吸光度反而越小。
比耳定律 (Beer-Lambert Law) 透光率與吸光度換算 單色光器 (Monochromator)

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