Фо - неослабленный лучистый поток
Поглощение света. Основы фотометрии.
I. Поглощение света и его особенности. Основной закон поглощения в дифференциальной форме.
Лучистый поток – это величина численно равная лучистой энергии, переносимой оптическим излучением в единицу времени.
| Ф= W/t |
[Ф]=Вт
поглощение – это явление ослабления лучистого потока по мере проникновения его вглубь вещества. Энергия оптического излучения при этом переходит в другие виды энергии.
Особенности поглощения:
1. Поглощение зависит от вида поглощающего ввещества.
2. Поглощение зависит от концентрации поглощфющего растворенного вещества.
3. Поглощение зависит от толщины слоя вещества.
4. Поглощение идет по закону убывающей экспотенциальной функции y=e-x
Закон поголощенимя установлен Бугером и Ламбертом. Для однородной среды и монохроматичного излучения существует закон Бугера-Ламберта:
Слои вещества одинаковой толщины поглощают равные доли падающего на них монохроматического светового потока независимо от его абсолютной величины.
Дифференциальная форма закона:
j 
о jι
 | |||||||
 | |||||||
 | | ||||||
dx
где l – толщина слоя вещества,
dx – толщина слоя вещества
Фо - неослабленный лучистый поток
Фх – лучистый поток падающий на элем слой dx
Фi – ослабленный лучистый поток на выходе из пластины.
dФх – это лучистый поток поглощаемый элементарным слоем
Лучистый поток поглощаемый слоем dx прямо пропорционален лучистому потоку падающему на этот слой Фх и толщине этого слоя dx.
dФх~Фхdx
Rx – показатель поглощения Rx[m-1 ]
Он зависит от вида, поглощающего вещества и от длины волны.
Rx[m-1 ] знак “-”показывает убыль энергии.
Следствие из закона:
1. dФх / dx = Rl Фх
dФх / dx - Это абсолютная скорость поглощения.
Абсолютная скорость поглощения прямо пропорциональна лучистому потоку падающему на этот слой.
2. dФх / Фхdx = -Rl
dФх / Фхdx - Относительная скорость поглощения
Относительная скорость поглощения = показателю поглощения и в этом физический смысл величины Rl
Закон Бугера-Ламберга в интегральной форме.
dФх= -RxФхdx – закон в дифференциальной форме.
Произведем разделение переменных
dФх/Фх=-Rxdx
Проинтегрируем обе части:
∫ dФх/Фх=-Rx ∫dx; ln Фх│ = - Rl │
inФi –inФо= -Rxi – (-RlO)
inФi –inФо = -Rxi
in * Фi/Фо = - Rll
Избавимся от in
Фl/Фо=е -кll ФL=Фо е -кll
Графическая интерпритация закона Бугера-Ламберга.
График показывает что поглащение быстро растет с увеличением толщины пластины.
V поглащения прямо пропорционально показателю поглащения К.
Все вещество обладает избирательным поглащением.
Для кожи человека 300нм для оконного стекла такая длина волны является областью поглащения а кварцевое стекло пропускает эту длину волны.
Зависимость Rl от концентрации.
Правило Бера. Закон Бугера-Ламберга Бера.
Когда свет поглащается молекулами вещества. раств-ого практически в непоглощающем р-ле, показатель поглащения зависит от концентрации.
Rl~с
Rl= с
Правило Бера
Не зависит от концентрации и не характерен для молекул поглащающего вещества.
Фl=Ф0l – cl
L=2,7=10 0,43
Фl=Ф0 10 -0,43 cl
0,43 = Приведенный коэфицент поглащения
Фl=Ф0 10 cl
Оптическая плотность.
При практическом использовании закона Бугера-Ламберга возникают на удобства т.к. зависимость между Фl и концентрацией С не линейная. Чтобы получить линейную зависимость вводят величину которая называется оптическая плотность.
D=lg Ф0/Фl
Фl=Ф0 10 cl Фl/Ф0=10 cl
lg Фl/Ф0=lg10 cl
lg Фl/Ф0=- cl
-lg Фl/Ф0 =- cl D= cl
lg (Фl/Ф0)-1= cl
lg Ф0/Фl = cl