Теоретичні відомості. Мета роботи:визначити коефіцієнт поглинання світла речовиною та дослідити його залежність від довжини світлової хвилі

ЕКСПЕРМЕНТАЛЬНЕ ВИВЧЕННЯ ЗАКОНУ БУГЕРА-ЛАМБЕРТА-БЕРА

Лабораторна робота № 4-9

Мета роботи: визначити коефіцієнт поглинання світла речовиною та дослідити його залежність від довжини світлової хвилі.

Обладнання: лабораторна установка, поглинальні речовини, штангенциркуль.

Дослід показує, якщо пропустити пучок світла через шар речовини, то його інтенсивність зменшується – це є наслідком взаємодії світлової хвилі з електронами речовини і визначається показником поглинання світла.

Згідно теорії пружно зв’язаних електронів, поглинання світла викликано тим, що:

1) світлова електромагнітна хвиля, яка проходить через речовину, збуджує вимушені коливання електронів цієї речовини, на що витрачається частина енергії світлової хвилі;

2) інша частина енергії світлової хвилі йде на підтримку вимушених коливань електронів речовини, причому ця енергія переходить у енергію інших видів.

Взаємодія фотонів з частинками речовини носить статистичний характер: кількість актів взаємодії пропорційна кількості квантів (інтенсивності випромінювання) та числу частинок, які здатні взаємодіяти. Тому зменшення інтенсивності світла в малому шарі товщиною пропорційне та інтенсивності падаючого світла :

(1)

Коефіцієнт пропорційності називається коефіцієнтом поглинання (або ослаблення). Після інтегрування рівняння (1) з урахуваннями початкових умов( при ):

(2)

Рівняння (2) носить назву закону Бугера-Ламберта-Бера. Експоненціальну залежність (2) зручно зображати у напівлогарифмічних координатах, відкладаючи вздовж осі абсцис товщину х шару поглинача, а вздовж осі ординат . За графіком легко визначити коефіцієнт поглинання . Це є тангенс кута нахилу отриманої прямої до осі абсцис. Як правило, поглинання світла носить селективний характер, тобто світло різне за довжиною хвилі поглинається в даній речовині по-різному. Іноді залежність від виявляє існування досить вузьких областей сильного поглинання (великі значення ), у той час, як близько розташовані в спектрі довжини хвиль проходять через речовину без помітного ослаблення. Максимуми поглинання світлової хвилі речовинами відповідають резонансним частотам вимушених коливань електронів у середині атомів.

Дата добавления: 2014-11-20