Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Поглинання світла
|
|
Нехай на вході в поглинаючий шар товщиною L інтенсивність світлової хвилі дорівнює І 0. Знайдемо інтенсивність світла І, що вийшло з цього шару речовини (мал. 8.30а). Для нескінченно тонкого шару dx можна покласти, що відносне зменшення інтенсивності світла пропорційне до товщини dx цього шару, тобто
,
де æ – коефіцієнт пропорційності, що зветься коефіцієнтом поглинання.
| 
| |
| Мал. 8.30а. Поглинання світла при проходженні крізь речовину. | Мал. 8.30б.Експоненціальне зменшення інтенсивності світла за рахунок поглинання. | |
Проінтегруємо одержану рівність:
В результаті інтегрування маємо
,
або
. (8.18)
Одержана рівність називається законом Бугера. Вона описує експоненціальне зменшення інтенсивності світла при проходженні шару речовини товщиною L (мал. 8.30б). Закон (8.18) був встановлений французьким фізиком П. Бугером у 1729 р.
Коефіцієнт поглинання æ залежить від довжини хвилі випромінювання та природи поглинаючої речовини. Виміри показали, що в області аномальної дисперсії залежність 
має різкий максимум (мал. 8.29). Якщо атоми та молекули практично не взаємодіють між собою (наприклад, в газах чи парах при невеликих тисках), то коефіцієнт поглинання відмінний від нуля лише на дуже вузьких спектральних дільницях. Ці максимуми відповідають резонансним частотам коливань електронів всередині атомів (мал. 8.31).
| 
|
| Мал. 8.31.Спектр поглинання світла газами та парами при невеликих тисках. | Мал. 8.32. Спектри поглинання твердих тіл, рідин та газів при високих тисках. |
Розширення смуг поглинання є наслідком взаємодії атомів між собою. Так, наприклад, спектри поглинання твердих тіл, рідин та газів при високих тисках становлять досить широкі смуги (мал. 8.32).
Якщо поглинаючою речовиною виступає розчин, то коефіцієнт поглинання, як це було встановлено Бером, пропорційний до концентрації розчиненої речовини: 
, де 
– коефіцієнт поглинання в розчині одиничної концентрації. В цьому випадку закон поглинання світла набуває вигляду
. (8.19)
Формула (8.19) зветься законом Бугера-Ламберта-Бера. Іноді в цьому законі переходять від основи е» 2.718 до основи 10.
Тоді, оскільки е = 100.43, маємо
, де 
.
Мал. 8.33. Спектр поглинання світла розчином в координатах D = f (l).
|
Спектри поглинання розчинів реєструються в координатах D = f (l) (мал. 8.33). Пристрій, що призначений для реєстрації спектрів поглинання, зветься спектрофотометром. За допомогою спектрофотометра можна провадити якісний та кількісний аналіз суміші за її спектром поглинання, вивчати структуру та склад біологічних об’єктів, не порушуючи цілісності тканини.
Закон Бугера-Ламберта-Бера лежить в основі методу концентраційної колориметрії – фотометричного методу визначення концентрації речовини в забарвленому розчині.
Якщо два розчини однієї й тієї ж речовини поглинають світло однаково, то відношення їх концентрацій обернено пропорційне відношенню довжин оптичних кювет. Дійсно, якщо D 1 = D 2, то
, 
.
Мал. 8.34. Схема візуального плунжерного колориметра.
|
де Lст та Lх визначаються по шкалах біля плунжерів.