Взаимодействие электромагнитных излучений с веществом
При прохождении ЭМ волны через слой вещества толщиной х интенсивность волны I уменьшается вследствие взаимодействия ЭМ поля с атомами и молекулами вещества. Эффекты взаимодействия могут быть различными в разных веществах и для разных длин волн.
Поглощение излучения средой подчиняется закону Бугера— Ламберта, выражающему зависимость поглощения излучения от толщины поглощающего слоя, он формулируется следующим образом: слои вещества одинаковой толщины всегда поглощают одну и ту же долю падающего на них излучения.
Общий закон ослабления интенсивности волны:
где I0 - интенсивность падающего излучения.
Это выражение носит название закон Бугера, m называется коэффициентом ослабления. В общем виде ослабление определяется поглощением и рассеянием энергии ЭМ волны веществом. Величина mзависит от природы вещества и длины волны.
Бер, изучая приложимость закона Бугера—Ламберта к растворам, установил, что коэффициент поглощения пропорционален концентрации поглощающего вещества, т.е.:
lg(I0 / I)=ε*C х
где С—концентрация вещества в растворе; ε - новый коэффициент, не зависящий от концентрации.
Если С выражена в молях на литр, то ε называется молярным коэффициентом поглощения. Этот коэффициент зависит от природы растворенного вещества, длины волны падающего излучения и температуры.
Объединив законы Бугера—Ламберта, получим основной закон фотоколориметрии, математически выражаемый уравнением:
I=I0 *10 -εCx
Величина I/I0 получила название пропускание (синоним— прозрачность), выражают ее обычно в процентах и обозначают буквой Т:
Для монохроматического света эти закономерности выражаются законом Бугера — Ламберта — Бера:
где D— так называемая оптическая плотность образца, I0 и I — интенсивности падающего и прошедшего света. Величину ε (л • моль-1 • см-1) называют молярным коэффициентом поглощения.
Люминесценция—это способность некоторых веществ отдавать в виде излучения поглощенную энергию. Люминесценция, продолжающаяся только в период облучения вещества и угасающая пpи прекращении облучения, называется флуоресценцией. Продолжающаяся некоторое время после прекращения облучения люминесценция называется фосфоресценцией.
Интенсивность люминесценции (Iл) возрастает с увеличением интенсивности возбуждающего света (I0), способности вещества поглощать свет и его способности испускать кванты люминесценции.
φ = число излученных квантов/число поглощенных квантов
Так как испускание флюоресценции происходит всегда с нижнего возбужденного энергетического уровня, то форма спектра люминесценции, (правило Каши) и квантовый выход {закон Вавилова) не зависят от длины волны возбуждающего света. Кроме того, максимум в спектре флюоресценции располагается в более длинноволновой области, чем длинноволновый максимум поглощения (закон Стокса), так как часть поглощенной энергии растрачивается в тепло.
Дата добавления: 2016-02-02; просмотров: 2493;