Fig. 3.1. Trecerea luminii printr-o soluție închisă într-un vas de sticlă
Când fluxul de lumină J0 trece printr-un strat de soluție închis într-un vas, puterea sa este slăbită. Factorii care afectează atenuarea fluxului luminos includ:
reflecție de pereții vasului - Jotr;
absorbția prin soluția colorată - Jn;
dispersie prin suspensii conținute în soluție - Jp. Puterea fasciculului luminos care iese din vas va fi întotdeauna mai mică cu valoarea pierderii (Jotp + Jn + Jp), expresia 3.7.
Atenuarea fluxului luminos se datorează în principal absorbției energiei luminoase de către soluție. În practica de laborator, atunci când se studiază absorbția luminii prin soluții, se utilizează aceleași celule, pentru care puterea părții reflectate a fluxului luminos este cunoscută, ca regulă, constantă și atât de mică încât este neglijată. Când lucrăm cu soluții reale, substanțe suficient de pure, pierderea puterii de lumină datorată împrăștierii este de asemenea nesemnificativă, astfel încât expresia 3.7 poate fi scrisă mai simplu (expresia 3.8).
Puterea fluxului luminos incident J0 și fluxul luminos J care trece prin soluție pot fi măsurate experimental. Amplitudinea pierderilor este calculată prin expresia 3.9.
Raportul J / J0 indică gradul de transmitere a fluxului de lumină de către soluție și se numește transparență și, uneori, prin trecerea unei soluții. Coeficientul T indică cantitatea de lumină care trece prin soluție și ia o valoare de la 0 la 1.
Cu cat fluxul luminos este mai absorbit, cu atat mai putin J in comparatie cu J0. cu atât este mai mare valoarea coeficientului T.
Valoarea de transparență inversă (expresia 3.10) se numește opacitatea sau absorbția soluției. Raportul dintre puterea luminii absorbite de soluție și puterea incidentă a luminii (Jn / J0) se numește puterea de absorbție.
Prin logaritmul expresiei 3.10, se calculează densitatea optică a soluției (expresia 3.11). Acesta arată gradul de absorbție a radiației, în funcție de grosimea stratului de soluție și de culoarea sa.
J0 / J = D = G n L = L # N; (3.11)
unde: L este grosimea stratului absorbant;
G n - o valoare constantă, caracteristică pentru o soluție colorată deosebită când lumina cu o anumită lungime trece prin ea;
D este densitatea optică (această cantitate este, de asemenea, numită absorbție).
Expresia 3.11 reflectă legea lui Bouguer-Lambert: straturile de materie de aceeași grosime, cu alte lucruri egale, absorb întotdeauna aceeași parte a incidentului fluxului de lumină de pe ele. Densitatea optică a substanței este direct proporțională cu grosimea stratului absorbant.
Mai târziu, Berom a stabilit că absorbția luminii prin gaze și soluții depinde de numărul de particule pe unitate de volum întâlnite în calea fluxului de lumină, adică de concentrația materiei în soluția studiată.
Legea Bouguer-Lambert-Beer stabilește dependența intensității absorbției de lumină de concentrația substanței în soluția (C), grosimea stratului absorbant de lumină al soluției (L) și coeficientul de absorbție molar al luminii # 949;). Expresia matematică a densității optice poate fi reprezentată de expresia 3.12. Se obține experimental, iar corectitudinea sa este confirmată cu ajutorul unui aparat matematic.
drept mixt Bouguer - Lambert - Ber este principalele soluții de absorbție a luminii ale legii, se tratează după cum urmează: absorbanța soluției depinde de concentrația și natura substanței de testat, iar grosimea stratului de mortar, prin care fluxul luminos (fluxul undelor electromagnetice).
Pentru claritate, dependența densității optice de concentrația materiei în soluție este de obicei exprimată grafic, Fig. 3.2. Este reprezentat de linii drepte care provin de la origine și corespund ecuației
D = k C, unde k = # 949; L, și # 949; = k / 2,3.
Coeficientul molar de absorbție a luminii reprezintă densitatea optică a unei soluții monomolar la o grosime a stratului de soluție de absorbție a luminii de 1 cm.
Dacă C = 1 mol / L, L = 1 cm, atunci A = # 949;
Valoarea coeficientului de absorbție molară # 949;
depinde de lungimea de undă a luminii transmise, de temperatura soluției și de natura substanței dizolvate;
nu depinde de grosimea stratului absorbant și de concentrația substanței dizolvate.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: