Поглощение света. Световая волна несет поток энергии электромагнитного поля

Световая волна несет поток энергии электромагнитного поля. При прохождении света через вещество происходит потеря энергии из-за превращения ее в различные формы внутренней энергии вещества или энергию вторичного излучения, которое может отличаться от первичного спектральным составом и направлением распространения. Поглощение света может приводить к нагреванию вещества или возбуждению атомов и молекул, к фотохимическим процессам и т. д. Свободные электроны в металлах поглощают всю энергию световой волны, так что металлы практически непрозрачны для света. Тонкие слои металла могут быть, однако, прозрачными для электромагнитного излучения других частотных диапазонов.

Если световая волна с интенсивностью в данной точке I(х) проходит через слой толщиной dх, то ее интенсивность уменьшается на величину, пропорциональную толщине слоя:

(4.32)

где k - коэффициент поглощения, зависящий от свойств поглощающего вещества.

Преобразуем полученное дифференциальное уравнение:

и проинтегрируем

В результате интегрирования получаем

(4.33)

где I₀ - падающий световой поток, I - толщина поглощающего слоя вещества. Это соотношение называется законом Бугера - Ламберта - Бера. Он справедлив для монохроматического света.

Соотношение (4.33) можно записать в виде

(4.34)

где

Отсюда вытекает физический смысл k; коэффициент поглощения обратно пропорционален толщине слоя вещества, при прохождении которого интенсивность света уменьшается в е=2.72 раза.

Поиск по сайту: