Absorpce světla

snížení intenzity optického záření (světla), které prochází materiálovým médiem, v důsledku procesů jeho interakce s médiem. Světelná energie v p. přechází do různých forem vnitřní energie životního prostředí; může být zcela nebo částečně znovu vydáváno médiem na frekvencích jiných, než je frekvence absorpčního záření. Základní zákon popisující P. s. - Bouguer právo

I světlo procházející tloušťky střední vrstvy l , a počáteční světelného toku I 0 . Ještě záviset na I, I 0 a l poměr K lambda se nazývá absorpční koeficient (viz. Absorpční koeficient) (PP , v absorpci spektroskopie koeficientem); je zpravidla odlišné pro různé vlnové délky λ . Tento zákon byl založen zkušeností v roce 1729 P. Bugerem. V roce 1760 J. Lambert odvodit teoreticky je to velmi jednoduché předpoklady snižování k tomu, že při průchodu látky vrstvy intenzity světla snižuje v poměru, který závisí pouze na PP a tloušťce vrstvy, tj dl / l = .. - k λ dl (rozdíl, který odpovídá prvnímu záznamu zákona Bouguer). Fyzikální význam práva je, že PP nezávisí na I a l (toto bylo ověřeno experimentálně SI Vavilov se změnou I absorpce světla 10 20 časy). Závislost k λ na λ se nazývá absorpční spektrum látky.Pro izolované atomů (např., Ve zředěných plynů), má podobu sady úzkých čar, tj k λ je jiný než 0, pouze v určitých úzkých rozsahů vlnových délek (šířka desetin - .. setin ). Tyto hodnoty odpovídají frekvencí vlastních kmitů elektronů uvnitř atomů, „rezonovat“ zářením a vystupuje nad tak absorbování energie ( obr. 1 ). Spektra p. jednotlivé molekuly také odpovídají přirozeným frekvencím, ale mnohem pomalejší oscilace uvnitř molekul samotných atomů, které jsou mnohem těžší než elektrony. Molekulární spektra p. zabírají regiony s podstatně větší vlnovou délkou, tzv. absorpční pásy, šířka od jednoho do tisíců Å. Nakonec, P. s. kapaliny a pevná tělesa se obvykle vyznačuje velmi širokém rozsahu (desítky tisíc a) s velkými hodnotami K lambda a hladký průběh jeho změny ( obr. 2 ). Kvalitativně to lze vysvětlit skutečností, že v kondenzačním médiu silná interakce mezi částicemi vede k rychlému přenesení částic energie do celého kolektivu, daného světlem jednoho z nich. Jinými slovy, nejen jednotlivé částice "rezonují" světelnou vlnou, ale také četné spojení mezi nimi. Toto je doloženo například změnou v P. s. molekulárních plynů se stoupajícím tlakem - čím vyšší je tlak (tím silnější je interakce částic), "nejasné" absorpční pásy, které se při vysokých tlacích podobají spekterám p. kapaliny. Dokonce i Buger vyjádřil přesvědčení, že pro P. p. důležitá "není tloušťka, ale hmoty hmoty obsažené v těchto tloušťkách." Později německý vědec A. Behr (1852) experimentálně potvrdil toto, což ukazuje, že pod P.s. molekuly plynu nebo látky rozpuštěné v podstatě nonabsorbing rozpouštědla, PP je úměrná počtu absorbujících molekul na jednotku objemu (a tedy i na jednotku vlnová délka světelné dráhy), tedy koncentrace: .. k λ = χ λ s (Behrovo pravidlo). Takže zákon P. P. Získal formu zákonu Bouguer-Lambert-Behr ;

, kde x lambda nezávisí na koncentraci a charakterizuje molekulu absorbující materiál. Fyzickým významem Behrova pravidla je potvrzení nezávislosti P. s. molekul na jejich interakci s prostředím, a v reálných plynů (i při nízkých tlacích) a roztok se pozorovat četné odchylky od něj. Výše uvedené se vztahuje na relativně malé tloušťce optických médií (viz. Optická tloušťka) rovný (zanedbání rozptyl v paprsku) k λ l. S nárůstem k λ l П. s. médium se zesiluje na všech frekvencích - rozšiřují se linie a absorpční pásma. (Vysvětlení to dává kvantové teorie P. p., S přihlédnutím zejména násobek rozptyl fotonů v optickém „husté“ médium se změnou jejich četnosti a nakonec, jejich absorpční částic média.) Při dostatečně vysoké k > λ l médium pohlcuje všechny světla pronikajícího do něj jako černého tělesa. Při provádění médií (kovy (viz. Kovy), plazma (viz. Plazma), a tak dále. D.), Světelná energie se přenáší nejen vázaných elektronů, ale také (a často značně) volné elektrony, k λ > v takových médiích silně závisí na jejich elektrické vodivosti (viz Vodivost) a. Významné P. s. ve vodivých médiích velmi silně ovlivňuje všechny procesy šíření světla v nich; je formálně vzít v úvahu skutečnost, že termín obsahující K objeví lambda v výrazu pro komplexní index lomu (viz.Index lomu) média. V poněkud idealizovaném případě, P. p. Pouze volné elektrony (drátová elektrony) nk λ = 4πσ / c ( n - reálná část indexu lomu c - Rychlost světla). Měření p. kovy nám umožňují určit mnoho jejich charakteristických vlastností; experimentální data jsou dobře popsána moderní kvantovou teorií metaloplastů . 1, potom vrstvy média lambda intenzity tloušťka Teoretické výpočty často používá hodnotu χ související k λ poměr n χ) světla klesá

e
, т. e. Absorpce světla je 100 000krát. Od velmi silného p. charakteristika kovů (alespoň ve viditelné a infračervené oblasti spektra), pak, na návrh Planckova , U. s. média s ( n χ) ≥ 1 se nazývají "kovové". Z hlediska kvantové teorie pod P. p. Elektrony absorbující atomy, ionty, molekuly nebo pevné látky přecházejí z nižších energetických úrovní do vyšších (viz také kvantové přechody). Návrat k základnímu stavu nebo k "spodnímu" excitovanému stavu lze dosáhnout emisí fotonu nebo bezradivého. Ve druhém případě se energie excitovaných částic může například při srážce s ostatními. Částicové jít na kinetickou energii kolize částic (viz. Atomové kolize). Typ "reverzního" přechodu určuje, v jaké formě energie energie média převádí energii absorbovaného světla. Ve světelných tocích s extrémně vysokou intenzitou, P. p. Mnoho médií přestane dodržovat zákon Bugera - K lambda závisí na I. Spojení mezi I a I 0 stává nelineární (nelineární PAs.). Tento účinek, zejména, může být vzhledem k tomu, že velmi velká část absorbujících částic směrem do excitovaného stavu, a zůstávají v něm relativně dlouhou dobu, změny (nebo zcela ztrácí) schopnost absorbovat světlo, který, samozřejmě, podstatně měnící povahu P. s. střední. (Vavilov experimenty, které ukazují dodržování zákona Bugera a při vysokých intenzitách, prováděných s látkami, jejichž molekuly jsou nadšeni velmi krátké době - ​​v době absorpce světla 10 -8 s - , a to je důvod, proč je podíl excitovaných molekul je stále malý ). Zvláštní zájem je situace, kdy v absorpční prostředí uměle založena inverze populace energetických hladin, při které je počet excitovaných stavů na horní úrovni, je větší než v dolní části. V tomto případě je každý foton toku dopadajícího způsobuje emisi dalšího fotonu přesně stejný s vyšší pravděpodobností, než absorbované sebe (viz. Radiační v kvantové teorie záření). Výsledkem je, že intenzita výtoku I je větší než intenzita incidentu I 0 , t. to je, je zesílení světla. Formálně, tento jev odpovídá negativu k k lambda v zákoně Bouguer, a proto se nazývá negativní VP. Na negativní P. s. Činnost optických kvantových zesilovačů a optických kvantových generátorů (lasery) je založena na kvantovém generátoru. P. s. je široce používán v různých oblastech vědy a techniky. Tak, že je založena na mnoha velmi vysoce citlivé metody kvantitativní a kvalitativní chemické analýzy, zejména analýzy absorpční spektra, spektrofotometry, kolorimetry, a tak dále.Typ spektra P. p. podaří se váží na chemické struktuře látky, stanovené v molekulách přítomnosti určitých vazeb (např., vodíkové vazby (viz. vodíkovou vazbu)) vyšetřit povahu pohybu elektronů v kovech, zjistit pásová struktura polovodičů (viz. Polovodiče) a mnoho dalších. PP může být stanovena a v intenzitě a polarizaci světla při odrazu světla závisí na k λ (viz vzor Fresnelův). Viz též Metallooptika, Spectroscopy. Lit. : Landsberg GS, Optics, 4. vyd. , Moskva, 1957 (Obecný kurz fyziky, díl 3); Born M., Wolf E., Principles of Optics, Per. s angličtinou. , 2 ed. , Moskva, 1973; Eliashevich MA, Atomová a molekulární spektroskopie, Moskva, 1962; Geithler V., Kvantová teorie radiace, Per. s angličtinou. , M., 1956; Sokolov AV, Optické vlastnosti kovů, M., 1961; Moss T., Optické vlastnosti polovodičů, trans. s angličtinou. , M., 1961. A. P. Gagarin. Obr. 1. Schematické znázornění několika párů linek absorpce světla v sodíkovém paru. Sada řádků odpovídá sadě kmitočtů přirozených vibrací takzvaných "optických" elektronů v atomu. V Na se pozoruje až 50 párů takových linií (pro jednoduchost jsou zobrazeny pouze tři). Vzhledem k tomu, že absorpční maxima jsou velmi úzká, měřítko vzorku je zhruba zkresleno. Obr. 2. Schematické znázornění širokého absorpčního pásu světla.

Velká sovětská encyklopedie. - M .: Sovětská encyklopedie. 1969-1978.

Populární Příspěvky

Doporučená, 2019

Hladký rybolov
Velká sovětská encyklopedie

Hladký rybolov

Rybolov ryby ulovené (matoucí) lovná zařízení, plovoucí ve vodě pod vlivem proudy nebo větrem. Nevyhnutelnou podmínkou pro rybolov je samotný pohyb ryb. Rozlišujte řeku P. l. (prováděné v malém měřítku) a námořní P. l. Námořní doprava. Zvané drift-net rybolov (viz. Drift net rybolovu) , se používá při výrobě sleďů a lososa druhů.

Čtěte Více
5712
Příručka GOST

5712

GOST 5712 {-78} Kyselina šťavelová amonná 1-voda. Technické podmínky. ACS: 71. 040. 30 CHS: L52 Organická činidla Místo GOST 5712-67, GOST 1750-72 5. Akce: C 01. 01. 79 změněno: MIS 1/88 Poznámka: re-vydání v roce 1988 textový dokument: GOST 5712 "amonný oxalátu 1 vody Specifikace .." 999 hosté Directory.

Čtěte Více
50571. 9
Příručka GOST

50571. 9

GOST P 50571. 9 -94 {(IEC 364 -4-473-77)} Elektrické instalace budov. Část 4. Bezpečnostní požadavky. Použití ochranných opatření proti nadproudům. ACS: 29. 120. 50, 140. 50 91. CHS: E08 Použití a funkce akce: C 01. 07. 95 Poznámka: odpovídá GOST 30331. 9-95 text dokumentu: GOST P 50571. 9 "Elektrické instalace v budovách Část 4: bezpečnostní požadavky na ochranu proti nadproudu Application .

Čtěte Více
Z památek starověké literatuře a umění
Velká sovětská encyklopedie

Z památek starověké literatuře a umění

( "Památky starověkého literatury a umění") Seriály Society of Ancient literatury a umění (vznikla v roce 1877). Od roku 1878 do roku 1925 (St. Petersburg - L.) bylo vydáno 190 otázek. V materiálech "Památníky" a výzkumu dějin staré ruské literatury byly vytištěny veřejné myšlenky a umění. Mezi materiálů tvořících Cyril Turov, "života sv Sergej Radoněžský", "The Story of odběru Konstantinopole", "Word chvályhodné mnich Thomas velkovévody Boris" a jiní.

Čtěte Více
Underwriter
Podmínky depozitáře

Underwriter

Osoba, která převzala povinnost umístit cenné papíry jménem emitenta nebo jeho jménem, ​​ale na účet a jménem emitenta. Pojistitelé mohou být pouze profesionální účastníky trhu s cennými papíry, které mají licenci profesionálního účastníka trhu s cennými papíry pro makléřských depozitních podmínek. 2000.

Čtěte Více
The Momandy
Velká sovětská encyklopedie

The Momandy

Skupina afghánských a Pashtun kmeny (viz. Afghánci, Paštunů) , žijící v oblasti Khyber Pass, mezi Afghánistánem a Pákistánem. Počet asi 300 tisíc lidí. (1970, hodnocení). Mluví dialekt východního paštu. Podle náboženství - sunnitských muslimů. Jsou rozděleny do 2 skupin: bar Momand (horní, nebo hora, M.

Čtěte Více