Поглощение света

При прохождении световой волны через вещество, некоторая доля энергии волны затрачивается на возбуждение колебаний электронов. Частично эта энергия возвращается излучению в виде вторичных волн, порождаемых электронами, частично переходит в тепло, т.е. движение атомов. Таким образом, интенсивность света уменьшается – свет поглощается.

Если - интенсивность света, падающего на поверхность прозрачного слоя толщиной l, а I - интенсивность света, вышедшего из вещества, то уменьшение интенсивности в слое

,

где α – коэффициент поглощения, определяемый свойствами среды и не зависящий от интенсивности света; а знак “-“ показывает, что с увеличением толщины поглощающего слоя, интенсивность прошедшего света уменьшается.

,

- закон Бугера (4.7)

При интенсивность . Таким образом, численное значение α показывает, что при толщине слоя интенсивность волны падает в 2,72 раза.

Вещества в парообразном состоянии поглощают свет только в тех областях, в которых частота падающей волны будет равна собственной частоте колебаний электронов внутри атомов (атомы не взаимодействуют друг с другом). В результате образуется линейчатый спектр поглощения.

В твердых телах, жидкостях и газах при высоких давлениях атомы не изолированы, они взаимодействуют друг с другом, поэтому полосы поглощения расширяются и сливаются в сплошной спектр. Резонансные частоты уже почти не разделены интервалами.

Для металлов , что обусловлено наличием у них свободных электронов. Электроны колеблются под действием поля волны, образуя быстропеременные токи. В итоге энергия света переходит в джоулево тепло и наблюдается полное поглощение света, поэтому металлы являются непрозрачными для света.

Зависимостью коэффициента поглощения от длины волны объясняется окрашенность поглощающих тел. Например, стекло, слабо поглощающее красные и оранжевые лучи и сильно поглощающее зеленые и синие, при освещении белым светом будет казаться красным. Если на такое стекло направить зеленый и синий свет, то из-за сильного поглощения этих длин волн стекло будет казаться черным. Это явление используется для изготовления светофильтров, которые в зависимости от химического состава пропускают свет только определенных длин волн, поглощая остальные.

Дата добавления: 2014-01-13