หลักการทำงานของ UV-VISIBLE SPECTROPHOTOMETER

หลักการทำงานของ หลักการทำงาน
UV-VISIBLE ส่วนประกอบ

SPECTROPHOTO การประยุกต์ใช้งาน
METER

ผู้จัดท
ำ

นางสาวอนุสรา สังข์อบรมย์

หลักการทำงาน

เทคนิค UV-Vis Spectroscopy เป็นเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับแสงที่มี
ความยาวคลื่นอยู่ในช่วง Ultraviolet (UV) จนถึงช่วง Visible light
หรือแสงขาว โดยเครื่องมือที่ใช้ในการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคนี้ คือ เครื่อง
UV-Vis spectrophotometer ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการตรวจวัด
ปริมาณของแสงและค่า intensityหรือความเข้มแสงในช่วงรังสียูวีจนถึง
ช่วงแสงขาวที่เกิดจากทั้งการทะลุผ่าน การส่องผ่าน และการสะท้อนของ
วัสดุตัวอย่างที่ถูกวางไว้ในตัวเครื่องมือโดยที่แต่ละความยาวคลื่นตลอด
ช่วงการวัดจะมีความสัมพันธ์กับทั้งในเชิงปริมาณและชนิดของสารที่อยู่ใน
ตัวอย่าง ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นสารอินทรีย์ สารประกอบเชิงซ้อน และสารอนิ
นทรีย์ที่สามารถดูดกลืนแสงในช่วงความยาวคลื่นเหล่านี้ได้

โดยหลักการทั่วไปของการฉายแสงในช่วงความยาวคลื่นดังกล่าวที่มี
พลังงานที่เหมาะสมนั้นไปที่วัสดุตัวอย่างจะทำให้เกิดการย้ายระดับพลังงาน
ของอิเล็กตรอนภายในอะตอมของสสารนั้นๆที่เกิดจากการดูดกลืนแสงดัง
กล่าวทำให้อิเล็กตรอนเหล่านั้นไปอยู่ในระดับชั้นพลังงานที่สูงกว่า แล้วเกิด
การคายพลังงานออกมาอยู่ในระดับชั้นพลังงานที่เหมาะสมในรูปของ
ความยาวคลื่นต่างๆซึ่งตัวเครื่องจะทำการ detect ช่วงของพลังงาน
เหล่านั้น เพื่อทำการวัดปริมาณของแสงที่ผ่านการสะท้อน และการส่องผ่าน
จากวัสดุตัวอย่างแล้วนำมาทำการเทียบกับแสงจากแหล่งกำเนิดที่
ความยาวคลื่นค่าต่างๆ ตามกฎของ Beer-Lambert โดยค่าการดูดกลืน
แสงหรือ ค่า absorbance ของสสารนั้นๆ จะแปรผันตรงกับจำนวน
โมเลกุลที่มีการดูดกลืนแสง ดังนั้น เราจึงสามารถนำเทคนิคนี้มาใช้สำหรับ
การระบุทั้งชนิด และปริมาณของสารต่างๆ ที่มีอยู่ในวัสดุตัวอย่างได้




1

ส่วนประกอบ

แหล่งกำเนิดแสง

1.แหล่งกำเนิดแสงที่ดีควรให้แสงที่มีความเข้มข้นสม่ำเสมอและ
แสงนิ่งตลอดช่วงความยาวคลื่นที่ใช้งานภายนอก
2.หลอดทังสเตนนำมาใช้ในช่วงVissible โดยหลอดชนิดนี้ให้
พลังงานตั้งแต่ 300-1000 นาโนเมตร
3.หลอดดิวทีเรียมและหลอดซีนอนเป็นหลอดที่ทำงานได้ดีที่สุดใน
ช่วงความยาวคลื่นต่ำกว่า 300 นาโนเมตร

Monochromator

โมโนโครเมเตอร์เป็นชิ้นส่วนสำคัญในการกำหนดคุณภาพ
ของสเปคโตรโฟโตมิเตอร์ ทำหน้าที่แยกลำรังสี
ความยาวคลื่นเดียวในช่วงแสงที่มองเห็นได้อาจใช้ปริซึม
แก้ว ส่วนในช่วง UV จำเป็นต้องเป็นปริซึมที่ทำด้วย
ควอตซ์

2

ส่วนประกอบ (ต่อ)

Detector

ทำหน้าที่แปลงพลังงานแสงให้เป็นสัญาณไฟฟ้า ได้แก่ชนิดSilicon
photodiode และ Photomultiplier tube detector

ช่องใส่ตัวอย่าง และอุปการณ์บรรจุตัวอย่าง

อุปกรณ์บรรจุตัวอย่างคือ Cuvette ทำจากวัสดุชนิดต่างๆ
คือ Quartz , optil caglass และพลาสติก การเลือกวัสดุ
นั้นจะขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นที่ใช้วัด และลักษณะของ
ตัวอย่าง
- Quartz ใช้ความยาวคลื่นต่ำกว่า 350 นาโนเมตร ยูวี
- Glass ใช้ความยาวคลื่นมากกว่า 300 นาโนเมตร
- พลาสติกใช้ได้ในช่วง Vissible เท่านั้น

3

ส่วนประกอบ (ต่อ)

ส่วนประมวลผล

ผลที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคนี้จะแสดงความสัมพันธ์ระหว่างค่า
การดูด กลืนแสง (Absorbance) และค่ความยาวคลื่น(Wavelength)
ซึ่งเรียกว่า Spectrum

4

การประยุกต์ใช้งาน

1. การวัดการดูดกลืนและการทะลุผ่านของคลื่นแสง เช่น ชิ้น
ตัวอย่างกระจก แก้ว แว่นตากันแดด คอนเทคเลนส์ กระจกเคลือบ
ด้วยฟิล์มบาง หมึกพิมพ์ เครื่องสำอาง ตัวอย่างทางด้านชีวภาพ
เป็นต้น
2. การหาค่าการสะท้อนของแสงในชิ้นตัวอย่างฟิล์มและการเคลือบ
บนพื้นผิว ผ้า ผงโลหะ ผงออกไซด์ของโลหะ ผงสี พลาสติก และเซ
รามิก เป็นต้น

5

อ้างอิง

Materials Innovation Center (MIC). (2012). UV-VISIBLE
SPECTROPHOTOMETER. Bangkok: Kasetsart University.
Retrieved from http://mic.eng.ku.ac.th.

Kanjana Kantakapun. (2017). UV-VISIBLE SPECTROPHOTOMETER.
Retrieved from https://chem.eng.psu.ac.th.

ENTECH. (n.d.d).Principle and application of spectrophotometer
(spectrophotometer). Retrieved from https://www.entech.co.th.