 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Поглощение света. Закон Бугера-Ламберта. Люминесценция
При прохождении света через вещество он может поглощаться. Данное явление носит название поглощения света.
Оптическая плотность раствора:
D = lg (I 0/ I) (4.3.31)
I – интенсивность света, прошедшего через раствор, I 0 – интенсивность света, падающего на раствор.
Закон Бугера-Ламберта (закон поглощения света):
I = I 0 e-kl, (4.3.32)
где k – коэффициент поглощения, l – толщина поглощающего слоя.
Поглощение света раствором (в не поглощающем растворителе) описывается следующим выражением:
I = I 0×10 -cсl, (4.3.33)
где k = cс, c – молярный коэффициент поглощения, характерный для молекулы растворенного вещества (он не зависит от концентрации раствора), с – молярная концентрация растворенного вещества.
При этом: D ~ с.
Коэффициент светопропускания раствора:
t = I / I 0. (4.3.34)
В этом случае можно переписать выражение для оптической плотности раствора таким образом:
D = lg (1/ t). (4.3.35)
Излучение света, обусловленное переходом частиц (атомов, молекул, ионов и других более сложных комплексов) из возбужденного состояния в основное называется люминесценцией.
Интенсивность люминесценции:
I = 2,3 I 0 jD, (4.3.36)
где j – квантовый выход люминесценции, D – оптическая плотность раствора, I – интенсивность люминесценции, I 0 – интенсивность возбуждающего света.
Пример 14. Определите молярный показатель поглощения спиртового раствора йода на длине волны 546 нм, если при прохождении кюветы с раствором длиной 0,7 см интенсивность света уменьшилась в 10 раз. Молярная концентрация спиртового раствора йода составляет 235 моль/м3. Чему равна оптическая плотность этого раствора и коэффициент пропускания раствора? Какая часть энергии поглощается?
Дано: l = 0,7 см = 0,007 м,
с = 235 моль/м3.
Найти: c, D, t.
Решение. Для решения задачи следует воспользоваться законом поглощения раствора (4.3.33):
I = I 0×10 -cсl
и учесть, что по условию задачи I = I 0/10. Тогда (4.3.33) преобразуется следующим образом:
I 0/10 = I 0×10 -cсl, откуда выражаем начальную интенсивность света:
I 0 = 10× I 0×10 -cсl или 1 = 10×10 -cсl = 101 - cсl.
Прологарифмируем полученное выражение почленно:
lg 1 = lg (101 - cсl), откуда получаем: cсl = 1.
Из последнего выражения легко получить требуемый в задаче молярный показатель поглощения:
c = 1/ сl = 0,608 м2/моль.
Оптическую плотность раствора и коэффициент пропускания раствора определим с помощью формул (4.3.31) и (4.3.34) соответственно:
D = lg (I 0/ I) = lg (10 I 0/ I 0 )= lg 10 = 1,
t = I / I 0 = 1/10 = 0,1.
При этом поглощается 1 – t = 0,9 часть энергии светового излучения.
Ответ: c = 0,608 м2/моль; D = 1; t = 0,1.
Пример 15. Определить оптическую плотность и коэффициент светопропускания раствора, если квантовый выход люминесценции составляет 0,318, а интенсивность на выходе в три раза меньше интенсивности возбуждающего света.
Дано: j = 0,318,
I = I 0/3.
Найти: D, t.
Решение. Для решения задачи воспользуемся формулой (4.3.36) и учтем, что по условию I = I 0/3:
I = I 0/3 = 2,3 I 0 jD,
откуда оптическая плотность раствора D = 1/(3×2,3 j) = 0,46.
Теперь найдем коэффициент светопропускания из (4.3.34):
t = I / I 0= 0,33.
Ответ: t = 0,33.
Поиск по сайту: