光密度計算機

將入射光與透射光強度換算為光密度、吸光度及百分比透光率。

計算光密度
請輸入在相同量測條件下、使用相同單位的入射光與透射光強度。

關於光密度

光密度描述樣品在選定波長下使光衰減的程度,也常稱為吸光度。本計算機先將透射光強度除以入射光強度,得到小數形式的透光率,再取此比值以十為底的負對數。理想的完全透明樣品透光率為 1,光密度為 0。透過十分之一入射光的樣品光密度為 1,透過百分之一的樣品光密度為 2。 入射光強度是光進入樣品前量得的光強度,通常以空白樣品或參考比色皿建立基準。透射光強度則在光通過樣品後量測。由於計算只使用兩者的比值,可使用任意光強度單位,但單位、偵測器設定、波長及光路配置都必須一致。百分比透光率為小數透光率乘以一百。在一般被動量測中,透射光強度不應超過參考光強度;若超過,通常代表基線不一致、發生漂移或設定已改變。 比耳-朗伯定律將吸光度與濃度連結:吸光度等於莫耳吸光係數、光徑長度和濃度的乘積。在適當條件下,濃度或光徑長度加倍,光密度也加倍。因此,分光光度法經校正後可用於測定濃度。不過,莫耳吸光係數高度取決於波長與化學物種。散射、螢光、雜散光、偵測器非線性、化學交互作用及高濃度,都可能使結果偏離這項簡單定律。因此,光密度記錄的是量測中的總衰減,不一定完全來自分子吸收。 務必正確進行空白校正,並保持比色皿乾淨、對齊且無氣泡。選擇適合分析物的波長,並在儀器可靠的吸光度範圍內量測。光密度較高時,到達偵測器的光很少,雜散光與雜訊可能主導訊號,降低顯示結果的可信度。本計算機適合核對實驗室計算、換算文獻中的透光率數值,以及教學說明對數衰減。定量分析還應搭配重複量測、校正標準、量測不確定度評估,以及儀器製造商的效能指引。

光密度計算範例

結果取決於比值,因此等比例的光強度組合會得到相同結果。

光強度輸入計算結果說明
入射 100;透射 25OD 0.6021;透光率 25%樣品讓四分之一的參考光通過。
入射 2;透射 0.02OD 2;透光率 1%只有百分之一的光穿透樣品。
入射 50;透射 5OD 1;透光率 10%光強度每衰減至原本的十分之一,光密度就增加一個單位。

如何計算光密度

  1. 量測或輸入入射參考光強度。
  2. 在相同單位與條件下量測或輸入透射光強度。
  3. 選擇「計算光密度」,計算吸光度與百分比透光率。
  4. 確認讀值位於儀器可靠的量測範圍內。

光密度常見問題

光密度和吸光度一樣嗎?

在分光光度法中,兩者通常都指透光率以十為底的負對數。有些領域對光密度採用較廣的定義,可能包含散射造成的衰減。

為什麼光密度採用對數?

光穿過物質時,各段衰減因子以乘法累積。對數將連續衰減因子轉成可相加的數值,並建立比耳-朗伯定律的線性關係。

兩項光強度可以使用不同單位嗎?

不行。計算機會計算比值,因此兩者必須能直接比較。共同單位相除後消去,得到無因次的透光率與光密度。

光密度為 2 代表什麼?

代表小數形式的透光率為 0.01,也就是只有參考光強度的百分之一到達偵測器。

為什麼高吸光度讀值可能不準確?

吸光度很高時,到達偵測器的目標光很少。此時雜散光、偵測器雜訊與基線不確定度,在量測訊號中所占的比例會變大。