Взаимодействие света с веществом

Спектр поглощения Способность молекулы поглощать свет зависит от ее электронной конфигурации. При поглощении света происходит переход электронов в возбужденное состояние. Данным веществом поглощается свет определенной длины волны. Поглощательную способность вещества отражает спектр поглощения.

Спектр поглощения представляет собой сумму индивидуальных полос поглощения, каждая из которых соответствует переходу между двумя электронными уровнями. Так как сложные молекулы обладают не только электронными, но и вращательными и колебательными подуровнями, их спектр поглощения представляет собой сплошную линию – зависимость интенсивности поглощения света от его длины волны.

Обычно спектр поглощения имеет вид кривой с одним или несколькими максимумами, которые отражают наибольшую способность поглощать свет именно этой длины волны и являющейся одной из главных спектральных характеристик.

Закон поглощения света Бугера-Ламберта-Бэра.

Мерой интенсивности поглощения служит оптическая плотность D. Эта величина вводится через закон поглощения Бугера – Ламберта – Бера: интенсивность поглощенного света (I₀-I) уменьшается по экспоненциальному закону в зависимости от концентрации растворенного вещества (с) и длины оптического пути (l):

В дифференциальной форме изменение интенсивности равно:

Решение уравнения с учетом константы интегрирования I=I₀ при l=0:

или

При переходе к десятичному логарифму:

,где:

I₀- интенсивность падающего света, I- интенсивность света, прошедшего через объект, k и e -константы пропускания света веществом. Их соотношение друг с другом определяется тем, что:

и тогда:

Закон Бугера – Ламберта – Бера выполняется при условиях:

· Свет монохроматический –одной длины волны (частоты).

· Отсутствие взаимодействия между молекулами

· Беспорядочная ориентация молекул

Последние два условия выполняются в случае разбавленных растворов.

Закон Бугера – Ламберта – Бераявляется основой для абсорбционной спектрометрии, позволяющей определять количество (концентрацию) веществ, основываясь на линейной зависимости их содержания в растворе от степени поглощения – оптической плотности. Фотоэлектроколориметр и спектрофотометр – приборы абсорбционной спектрофотометрии. Последний отличает способность устанавливать постоянную волну возбуждающего света монохроматором.