Закон Бугера
Вопрос.
Поглощение света Закон Бугера
Как было выяснено в разделе (21.1), световая волна, проходя через вещество, возбуждает колебания электронов. Ускоренно движущиеся электроны излучают электромагнитные волны. Эти вторичные волны имеют ту же частоту, что и частота падающей волны. В однородной среде результат интерференции всех вторичных волн между собой и с падающей на вещество волной отличен от нуля только в одном направлении - в направлении распространения преломленной волны. Скорость распространения результирующей волны в среде становиться меньше скорости света в вакууме, так объясняется возникновение показателя преломления. Причина поглощения света, т.е. перехода энергии световой волны в тепловую энергию, следующая. Атомы вещества, внутри которых происходят вызванные световой волной колебания электронов, участвуют в хаотическом тепловом движении и сталкиваются друг с другом. При каждом столкновении энергия колебательного движения электронов переходит в энергию теплового движения атомов - происходит поглощение света.
Закон Бугера
Как показывает опыт интенсивность света при прохождении через вещество убывает по экспоненциальному закону:
.
Здесь I0 - интенсивность света на входе в поглощающий слой вещества толщиной x,
α - коэффициент поглощения, зависящий от длины волны (частоты) света.
Величина α, в соответствии с законом Бугера, не должна зависеть от интенсивности света. Это утверждение справедливо для очень широкого диапазона изменения интенсивности (примерно в 1020 раз), С. И. Вавилов экспериментально показал, что при больших интенсивностях для специально выбранных веществ коэффициент поглощения α уменьшается с ростом интенсивности. Происходит это потому, что для своих опытов Вавилов выбирал вещества у которых молекулы могут сравнительно долго (значительно больше, чем 10-8 с.) находится в возбужденном состоянии, в котором они не могут поглощать энергию от световой волны. В этом случае закон Бугера нарушается.
Вопрос
Зако́н Бугера — Ламберта — Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка светапри распространении его в поглощающей среде.
Закон выражается следующей формулой:
,
где I 0 — интенсивность входящего пучка, l — толщина слоя вещества, через которое проходит свет, k λ — коэффициент поглощения (не путать с безразмерным показателем поглощения κ, который связан с k λ формулой k λ = 4πκ / λ, где λ - длина волны).
Показатель поглощения характеризует свойства вещества и зависит от длины волны λ поглощаемого света. Эта зависимость называется спектром поглощения вещества.
История открытия закона
Закон Бугера — Ламберта — Бера экспериментально открыт французским учёным Пьером Бугером в 1729 году, подробно рассмотрен немецким учёным И. Г. Ламбертом в 1760 году и в отношении концентрации C проверен на опыте немецким учёным А. Бером в 1852году.
Поглощение света растворами
Для растворов поглощающих веществ в непоглощающих растворителях показатель поглощения может быть записан как
,
где — коэффициент, характеризующий взаимодействие молекулы поглощающего вещества со светом длины волны λ, C — концентрация растворённого вещества.
Утверждение, что χλ не зависит от C, называется законом Бера (не путать с законом Бэра). Его смысл состоит в том, что способность молекулы поглощать свет не зависит от состояния других окружающих молекул. Однако наблюдаются многочисленные отклонения от этого закона, особенно в случае больших концентраций C.
Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 676 | Нарушение авторских прав
|