Студопедия

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).
Величину t = I / I 0 називають коефіцієнтом пропускан­ня, а величину D = – lg t = lg I 0 / Iоптичною густиною розчи­ну. Таким чином,

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.
На мал. 8.34 подано схему візуального плунжерного ко­ло­риметра. Світло від дже­рела S, проходячи крізь кон­ден­сор­ну лінзу, падає на два стакани, один з яких напов­нений стандартним розчи­ном Сст, а інший – розчином Сх, що досліджується. Висо­ти шарів розчинів регулю­ють­ся за допомогою скля­них стовпчиків – плунжерів. Проходячи крізь рідини та плунжери, світло попадає на призму, а потім в поле зору спостерігача. Способом за­ну­рен­ня плунжерів у розчи­ни домагаються однакової яскравості обох половин по­ля зору. У цьому випадку концентрація розчину, який до­слід­жується, визначається із співвідношення:

де Lст та Lх визначаються по шкалах біля плунжерів.


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал