什么是光密度?
光密度(OD),也称为吸光度,用来衡量光线穿过样品时被阻挡或衰减的程度。它由透射光强(I)与入射光强(I₀)的比值经对数运算得出。OD 值越高,说明被吸收或散射的光越多,能够透过的光就越少。由于采用的是对数刻度,OD 为 1 时透过 10% 的光,OD 为 2 时透过 1%,OD 为 3 时仅透过 0.1%。
如何使用本计算器
输入入射光强(I₀),即进入样品前的光线强度;再输入透射光强(I),即穿过样品后测得的光线强度。计算器会给出光密度,并同时以小数和百分比两种形式显示透光率。光强可以使用任意一致的单位(如计数值、瓦特或探测器读数),因为最终只与二者的比值有关。
公式详解
核心公式为 $$\text{OD} = -\log_{10}\left(\frac{\text{Transmitted Intensity }(I)}{\text{Incident Intensity }(I_0)}\right)$$。其中比值 \(I/I_0\) 就是透光率 T,取值范围在 0 到 1 之间。对该比值取以 10 为底的负对数,便可将其转换为分光光度法中常用的、可叠加且无量纲的 OD 刻度。透光率可通过 \(T = 10^{-\text{OD}}\) 反推得到,而百分比透光率就是 \(T \times 100\)。
实例演算
假设一束入射光强为 \(I_0 = 100\),穿过样品后探测器读数为 \(I = 10\)。那么透光率为 \(10/100 = 0.1\),即 10%。光密度则为 $$\text{OD} = -\log_{10}(0.1) = -(-1) = 1.0$$因此该样品的光密度为 1.0,表示只有十分之一的入射光能够透过。
常见问题
光密度和吸光度是一回事吗?在大多数实验室场景中,是的——OD 与吸光度通常可以互换使用,二者采用相同的公式和单位。
OD 出现负值是什么意思?当透射光强大于入射光强(\(I > I_0\))时,就会出现负的 OD,这通常是由散射、荧光,或是空白/参比设置出错引起的。
OD 有单位吗?光密度是无量纲的,因为它是两个同类量比值的对数。