рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Закон Бугера—Ламберта—Бера

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Закон Бугера—Ламберта—Бера

Закон Бугера—Ламберта—Бера - раздел Образование, Понятие теплового излучения Вернемся К Коэффициенту Поглощения K Для Монодисперсно...

Вернемся к коэффициенту поглощения k для монодисперсного света. Уже сам Бугер предполагал, что величина k зависит от числа атомов, которые свет встречает на своем пути, то есть от концентрации С поглощающего вещества. В 1852 г. немецкий ученый Бер экспериментально показал, что коэффициент поглощения k пропорционален молярной концентрации поглощающего вещества

k=С

Молярный коэффициент поглощения не зависит от концентрации, является табличной величиной и имеется в справочниках для каждого вещества при данной длине волны проходящего света. Формулу

называют законом Бугера—Ламберта—Бера.

Напомним, что в химии молярную концентрацию измеряют не числом частиц, а числом молей в единице объема [С] = моль/м³. Зная концентрацию в молях на кубический метр, можно определить и концентрацию частиц (молекул), если умножить ее на число Авогадро N_A=6·10²³1/моль. В любом случае С·l — характеризует количество молекул растворенного вещества, попадающихся на пути луча света единичной площади сечения. Размерность величины С·l, очевидно, равна [С·l] = (моль/м³) м = моль/м² или просто м^-2. Поскольку произведение Сl должно быть безразмерно, то молярный коэффициент поглощения выражается в м².

Закон Бугера—Ламберта—Бера очень часто используют в практике для определения концентрации растворов. Если на пути двух одинаковых пучков монохроматического света поставить кюветы с растворами одного и того же вещества, но в различных концентрациях С₁ и С_х, то при одинаковой длине кювет можно написать

откуда следует

или

Таким образом, определение неизвестной концентрации раствора С_х сводится к сравнению интенсивности света I_х, прошедшего через кювету с исследуемым веществом С_х и интенсивности света I₁ через контрольную кювету с известной концентрацией С₁. Приборы, позволяющие определить концентрацию раствора таким методом, часто используют в лабораториях и на производстве.

Контрольные вопросы:

1. Свет проходит последовательно через две кюветы, расположенные одна за другой. Длина каждой кюветы L. Нарисовать изменение интенсивности света от координаты l в случаях а) если кюветы заполнены раствором одинаковой концентрации, б) если концентрация поглощающего вещества в первой кювете больше C₁> C₂, в) если С₁<С₂.

2. Нарисуйте аналогичные рисунки в случае, когда между кюветами имеется промежуток воздуха длиной L.

3. Зависимость молярного коэффициента поглощения

от длины волны света λ (спектр поглощения)

Для монохроматического света, то есть при определенном значении длины волны света λ, молярный коэффициент поглощения является постоянной величиной, которая определяется только типом поглощающего вещества. Если же длина волны света меняется, то перестает быть постоянной величиной и становится функцией λ. Например, молярный коэффициент поглощения раствора красной краски невелик при λ=600 нм, то есть для красного света, а при λ=400 нм (для синего света) становится гораздо больше (рис. 13в). Соответственно раствор красной краски будет сильно поглощать синие лучи и слабо поглощать красные лучи света. В результате в белом свете, прошедшем через раствор красной краски, останутся только красные лучи.

Зависимость молярного коэффициента поглощения от длины волны света часто называют спектром поглощения данного вещества. Измерение спектров поглощения веществ позволяет проводить их идентификацию, поскольку спектры поглощения строго индивидуальны. На рис. 13 показаны спектры поглощения атомов водорода (а) и паров натрия (б). Подобными линейчатыми спектрами поглощения обладают газы и пары (особенно одноатомные). Спектры поглощения жидкостей и твердых тел, как правило, имеют вид сплошных линий, наподобие рис. 13(в).

Рис. 13. Спектры поглощения паров водорода (а), паров натрия (б)

и раствора красной краски (или красного стекла) (в)

В физиологии по спектрам поглощения можно судить о характере и развитии болезней. Например, спектры поглощения клеток кожи человека в норме и при подкожных кровоизлияниях (при эритеме) отличаются (рис. 14). Поэтому, сняв спектры поглощения кожи, можно проводить диагностику и следить за развитием болезни.

Рис. 14. Спектры поглощения кожи человека в норме (1) и при эритеме (2)

На рис. 15 приведены спектры поглощения гемоглобина в обычном и окисленном состояниях. Как видно, спектр поглощения позволяет легко различать эти состояния, а, следовательно, судить об эффективности работы крови как переносчика кислорода.

Рис 15. Спектры поглощения биологических важных

соединений — триптофана (1) и аденина (2)

По спектру поглощения легко идентифицировать даже очень малое количество вещества ~10^{-9 г; можно также определить наличие небольшого количества примеси ~10-6} %.

Занятие № 3

Тема: ФОТОЭФФЕКТ

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Понятие теплового излучения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ... И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ... ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Закон Бугера—Ламберта—Бера

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Понятие теплового излучения
Излучение, испускаемое нагретыми телами, называется тепловым излучением. Все нагретые тела излучают. Нагревая вещество, Вы замечаете, что при определенной температуре появляется вид

Коэффициент поглощения
Рассмотрим процесс поглощения теплового излучения. Пусть Ф0 — поток излучения, падающий на данную поверхность (рис. 1). Часть потока отразится от поверхности Фотр

Закон Кирхгофа
В 1859 году немецкий физик Г. Кирхгоф открыл закон теплового излучения. Отношение лучеиспускательной способности любого тела eλT к коэффициенту поглощения а

Вопросы
1. Спектр излучения абсолютно черного тела (1) и условного тела (2) показан на рис. 7. Нарисуйте график зависимости коэффициента поглощения от длины волны для тела (1) и (2).

Зависимость лучеиспускательной способности от длины волны
Из закона Кирхгофа следует, что все абсолютно черные тела имеют одинаковый спектральный состав излучения, который определяется только температурой тела. Следовательно, открывается в

Законы излучения абсолютно черного тела
Указанные особенности зависимости лучеиспускательной способности абсолютно черного тела от длины волны обобщены в трех законах. Наименование законов связано с фамилиями ученых, эксп

Практическое применение законов излучение абсолютно черного тела
а) Измерение температуры удаленных объектов. Для этой цели сравнивается яркость тонкой проволоки, находящейся в хорошо откаченной колбе при изменении силы тока с яркостью изображения иссле

Формула Планка
Универсальный вид зависимости лучеиспускательной способности абсолютно черного тела от длины волны заставляет думать, что существует общий закон, который можно записать математическ

Закон Бугера
Проходя через среду, световой поток ослабляется. Если на кусок прозрачного вещества толщины l падает свет с интенсивностью I0, то на выходе интенсивность ум

Поглощающего слоя ряда веществ
Вещество Коэффициент поглощения k (1/м) Характерная толщина поглощающего слоя (м) Характерная толщина

Явление фотоэффекта. Опыты Столетова
Фотоэффектом называют вырывание электронов из вещества под действием света. Это явление было открыто экспериментально немецким физиком Г. Герцем в 1887 г. В своих опытах Г. Герц уст

Вольт — амперная характеристика фотоэлемента
В дальнейших экспериментах была детально исследована зависимость силы фототока от напряжения, приложенного к пластинам конденсатора при заданной величине падающего светового потока.

Законы фотоэффекта
Все наблюдавшиеся экспериментальные результаты были сформулированы в виде законов фотоэффекта: 1. Ток насыщения прямо пропорционален световому потоку, падающему на катод фо

Объяснение законов фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна
Все попытки объяснить явление фотоэффекта на основе волновой теории света оказались безрезультатными. Объяснение фотоэффекта было дано А. Эйнштейном в 1905 году. Экспериментальные з

Вопросы
1. Нарисовать зависимость кинетической энергии вырванных фотоэлектронов от величины падающего светового потока для частот v1 и v2, причем v

Экспериментальное подтверждение уравнения Эйнштейна
Используя формулу (1), уравнение Эйнштейна можно переписать в виде eUз=hv-A (5) Из формулы (5) следует, что зависимость величины

Применение фотоэффекта
Фотоэффект имеет исключительно широкое применение в современной технике и в лабораторных исследованиях. Для различных измерений используют фотоэлементы (рис. 22).

Спектральный состав излучения
Во многих случаях важно не только общее количество энергии, излучаемой источником за одну секунду, то есть интенсивность света, но и его спектральный состав, то есть спектр. Спектро

Спектры поглощения и спектры испускания
Если между раскаленным источником света и дифракционной решеткой поместить пары металлов или каких-либо других атомов, то на фоне сплошного спектра появятся узкие темные линии (рис.

Фраунгоферовы линии
В 1862 г. Волластон заметил, что спектр Солнца испещрен множеством черных тонких линий (рис. 27). Позднее эти темные линии на сплошном спектре Солнца изучал Фраунгофер, их называют

Спектр атомов водорода
Спектр атомарного водорода (как и спектры других атомов) состоит из отдельных линий, сгруппированных в серии. Исторически первой была изучена так называемая серия Бальмера, полученн

Строение атома
Из опытов Резерфорда было известно, что атом имеет планетарную структуру и состоит из точечного положительно заряженного ядра и электронов, вращающихся вокруг него по орбитам (рис.

Постулаты Бора
Для объяснения спектров атомов Нильс Бор в 1913 году сформулировал следующие постулаты: 1. Атом может длительно находиться в устойчивых стационарных состояниях с определенн

Энергетические уровни в атоме водорода
Сопоставляя второй постулат Бора hvn,k=Ek-En с формулой

Радиусы орбит и скорости движения электронов по орбитам
Запишем силы, действующие на электрон, вращающийся по орбите радиуса r в атоме водорода. Заряженный отрицательно электрон (—e) взаимодействует с положительно заряженны

Энергия электрона на орбитах
Энергия электрона на орбите складывается из его кинетической и потенциальной

Волны де-Бройля и третий постулат Бора
Рассмотрим третий, наиболее загадочный, постулат Бора mvr=n·h/2π Запишем его в виде

Понятие люминесценции
Вам известно, что нагретые тела светятся. Суть этого явления заключается в превращении энергии теплового, хаотического движения атомов в энергию излучаемого света. Все это

Механизм люминесценции и правило Стокса
Пусть на люминофор падает свет, спектр которого схематически изображен на рис. 35.

Закон спадания люминесценции со временем
Как уже говорилось, после прекращения облучения люминесцентное вещество некоторое время светится, однако интенсивность его свечения убывает со временем. Установим закон этого убыван

Энергетический выход, квантовый выход, закон Вавилова
Важными характеристиками люминесценции являются энергетический и квантовый выходы. Отношение энергии, излучаемой при люминесценции, к поглощенной энергии называется энергетическим в

Использование люминесценции
Известным применением люминесценции служат экраны, светящиеся под действием рентгеновских лучей или радиации. Это позволяет получить изображения костей и органов человека в рентгено

Исследование физиологических процессов
Практически все ткани и клетки человека люминесцируют под действием УФ-света. Интенсивность свечения тканей определяется их структурой и степенью насыщенности гемоглобином. Какова же приро