АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

І. Характеристика і діапазони електромагнітного випромінювання

Прочитайте:
  1. I.I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
  2. II. Лебон и его характеристика массовой души
  3. III. Характеристика на интерна
  4. IX. Характеристика основных классов АМП
  5. А) Характеристика методів візуалізації сечової системи, показання до застосування, їх можливості та обмеження.
  6. А. Общая характеристика вены
  7. Анатомическая характеристика
  8. Анатомическая характеристика
  9. Анатомічна та фізіологічна характеристика ретикулярної формації
  10. Анатомо- фізіологічна характеристика білої та сірої речовин спинного мозку.

З курсу фізики відомо, що електромагнітне випромінювання має подвійну природу. Закономірності розповсюдження, дифракції та інтенференції випромінювання описуються хвильовою теорією, згідно з якою світло є електромагнітною хвилею. Закономірності випромінювання і поглинання описуються квантовою теорією, яка розглядає випромінювання як потік матеріальних частинок – фотонів.

З точки зору хвильової теорії електромагнітне випромінювання характеризується довжиною хвилі (λ) і частотою (ν), які пов'язані співвідношенням:

(2.1),

де с - швидкість розповсюдження електромагнітного випромінювання. У вакуумі с = 3∙108 м/с.

Довжина хвилі може вимірюватися в метрах, сантиметрах, міліметрах (1мм=10-3 м), а для коротких довжин хвиль в мікрометрах (мікронах, 1мкм=10-6 м), нанометрах (мілімікронах, 1нм=10-9 м), ангстремах (1 Å = 10-10 м). Частота вимірюється кількістю коливань за одну секунду, має розмірність с -1 і називається герц (Гц). Використовуються кратні величини: мегагерц (1мГц = 106 Гц), гігагерц (1гГц = 1012 Гц).

Величина, обернена до довжини хвилі пропорційна до частоти і називається хвильовим числом: N = n' = 1/l = n/с. Хвильове число показує кількість довжин хвиль, які вміщуються на довжині 1 см і має розмірність см -1.

Згідно корпускулярної теорії електромагнітне випромінювання характеризується певною енергією фотона (Е), яка вимірюється в джоулях (Дж). Зв'язок енергії фотона з хвильовими характеристиками електромагнітних коливань дається формулою Планка:

(2.2),

де h - постійна Планка (6,62 ∙ 10-34 Дж∙с).

Для 1 моля речовини:

E = 6,62∙10-34∙6,02∙1023∙ n = 3,99∙10-10∙ n (Дж/моль).

Таким чином l, n або E однозначно характеризують вид електромагнітного випро­мінювання. Знаючи одну з цих величин можна за формулами 2.1 і 2.2 розрахувати дві інші.

Електромагнітне випромінювання характеризується ще однією величиною – потужністю потоку випромінювання (Дж/с), яку називають інтенсивністю. З точки зору хвильової теорії інтенсивність визначається амплітудою електричного і магнітного полів певної частоти коливань. З точки зору корпускулярної теорії інтенсивність дорівнює кількості фотонів певної енергії, які випромінюються за секунду.

У залежності від механізму випромінювання електромагнітні коливання поділяються на діапазони (області), які відрізняються довжинами хвиль.

Таблиця 2.1.

Області випромінювання електромагнітних коливань (нм)

Ультрафіолетова - Вакуумна - Дальня - Ближня 10 – 400 10 – 185 185 – 230 230 – 400
Видима - Фіолетовий - Синій - Голубий - Зелений - Жовтий - Оранжевий - Червоний 400 – 750 390 – 420 420 – 455 455 – 494 494 – 565 565 – 595 595 – 640 640 – 750
Інфрачервона - Ближня - Дальня 750 – 106 750 – 25·103 25·103 – 106

 

Оптичні методи аналізу використовують електромагнітне випромінювання оптичного діапазону, яке охоплює довжини хвиль (1 - 1×105 нм) і складається з ультрафіолетової, видимої і інфрачервоної областей (табл. 2.1.). Це випромінювання пов'язане з процесами, які відбуваються з участю зовнішніх (оптичних, валентних) електронів атомів, і з просторовою будовою молекул.

Випромінювання, яке складається з електромагніних коливань певної довжини хвилі називається монохроматичним. У природі монохроматичне випромінювання зустрічається рід­ко. Зазвичай випромірювання складається з електромагнітних коливань різних довжин хвиль.

Сукупність довжин хвиль, частот або енергій фотонів, з яких складається випромінювання називається спектром.

Спектри бувають суцільні (безперервні), смугасті та лінійчасті. Випромінювання суцільного спектра складається з сукупності електомагнітних хвиль, довжини яких змінюються безперервно. Смугастий спектр складається з декількох смуг, в межах яких довжини хвиль змінюються безперервно, розділених інтервалами відсутності випромінювання. Лінійчасті спектри характеризуються сукупністю випромінювання певних довжин хвиль (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Види спектрів випромінювання:

а - суцільний (безперервний), б - смугастий, в - лінійчастий.

 

Для хімічного аналізу використовуються закономірності як випромінювання електромагнітних хвиль об'єктом аналізу, так і взаємодії випромінювання від стороннього джерела з матеріалом об'єкту аналізу.

 

 

 

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 443 | Нарушение авторских прав

При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.003 сек.)