Разделы

Страницы

Полезное

Поглощение и рассеяние излучения

13 Дек 2013

Уменьшение интенсивности света в результате взаимодействия световой волны с электронами вещества называется поглощением. В результате этого взаимодействия энергия волны затрачивается на возбуждение колебаний электронов или атомов внутри молекулы. Частично эта энергия возвращается излучению в виде встречных волн, частично переходит во внутреннюю энергию вещества. В результате световой поток, прошедший некоторый поглощающий слой вещества оказывается ослабленным.

Закон Бугера. Коэффициент поглощения

Поглощение и рассеяние излучения dl

Поглощение и рассеяние излучения I0 I

Поглощение и рассеяние излучения I΄ I΄- dI

Поглощение и рассеяние излучения l

Поглощение и рассеяние излучения

Рис.1.Прохождение света через поглощающий слой.

Предположим, что световой поток монохроматических лучей с длиной волны λ проходит через поглощающий слой толщиной l (рис. 1. ) Пусть при прохождении света с начальной интенсивностью через тонкий поглощающий слой dl интенсивность света уменьшилась на некоторую величину dI. Это уменьшение интенсивности пропорционально толщине слоя dl и величине (без учёта рассеяния): dI = —K dl (1) где К — коэффициент поглощения данного вещества. Знак минус означает, что dI и dl имеют разные знаки. Проинтегрировав выражение (1), получим формулу, показывающую ослабление света слоем толщиной l : Поглощение и рассеяние излучения или (2)

откуда (3) ЗАКОНА БУГЕРА.

где I0 — интенсивность света, падающего на поглощающий слой.

I — интенсивность света, прошедшего через поглощающий слой.

Отношение выраженное в процентах, называется пропусканием (прозрачностью ) вещества : Поглощение и рассеяние излучения (4) Десятичный логарифм величины обратной прозрачности называется оптической плотностью вещества :

Поглощение и рассеяние излучения (5)

Подставляя (5) в уравнение (2) и заменив натуральный логарифм на десятичный, получим : 2, 3 D = Кl (6) откуда Поглощение и рассеяние излучения

Физический смысл коэффициента поглощения легко установить, преобразовав уравнение (2) к следующему виду: 7)

Поглощение и рассеяние излучения

Откуда видно, что коэффициент поглощения пропорционален величине ln(I0/I). Он численно равен единице, делённой на толщину поглощающего слоя вещества, при прохождении которого интенсивность света уменьшается в е = 2,72 раз, и измеряется в обратных сантиметрах (см -1). Оптическая плотность имеет тот же физический смысл, что и коэффициент поглощения, но только относится ко всей толщине слоя.