 |
|
Физический смысл показателя поглощения.
Показатель поглощения показывает, какая доля интенсивности монохроматического света поглощается единицей толщины вещества.
Показатель поглощения зависит от природы вещества и от частоты падающего света 
, т.е. 
.
В пределе при 
Такая запись называется дифференциальной формой закона Бугера. Интегрируя дифференциальную форму, получаем
.
После интегрирования, получаем
, 
,
где 
– интенсивность света, падающего на вещество.
Полученная запись называется интегральной формой закона Бугера.
2.3.Закон Бера.
Рассмотрим взаимодействие кванта света с частицами вещества – атомами или молекулами, которые делают раствор окрашенным, т.е. пропускающим свет только определенного диапазона длин волн. Остальные длины волн раствором поглощаются.
Введем понятие эффективного сечения поглощения кванта света с |частицей. Эта величина характеризует вероятность поглощения кванта света частицей.
Численно, эффективное сечение поглощения равно площади, центр которой совпадает с центром частицы; попадая в эту площадь, квант света будет поглощаться. Эффективное сечение поглощения 
может быть больше, меньше или равно геометрической площади сечения частицы.
Рассмотрим кювету с раствором, рис. 3, в котором имеются поглощающие частицы с числовой концентрацией
,
где 
– число поглощающих частиц в объеме раствора 
.
Суммарное эффективное сечение поглощения всех частиц в объеме равно
.
При записи последней формулы мы предположили, что частицы не перекрывают друг друга в плоскости кюветы 
. Это эквивалентно малой концентрации раствора.
Так как доля эффективного сечения поглощения для частиц в общем сечении кюветы пропорциональна доле, поглощенной на толщине 
интенсивности света, то можно записать
,
где знак минус указывает на уменьшение интенсивности с увеличением координаты 
. При этом, суммарное эффективное сечение поглощения 
увеличивается.
Из сравнения последней формулы с законом Бугера можно заключить, что показатель поглощения равен 
. Учитывая связь числовой и молярной концентрации 
, где 
– число Авогадро, получаем
,
где 
– показатель поглощения для раствора единичной концентрации, равный суммарному эффективному сечению поглощения одного моля частиц в растворе.
Закон Бера формулируется следующим образом:
Показатель поглощения прямо пропорционален концентрации вещества в окрашенных растворах.