Жарықтың жұтылуы

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Ғылым және Білім министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы университеті

БӨЖ

Тақырыбы: Жарықтың жұтылуы.

Орындаған: Мұханова М. А

Тобы:БЛ - 409

Тексерген: Рахимбердина А. Т

2015 ж

ЖОСПАР

Жарықтың жұтылуы
Бугер заңы
Молекулалардың жарықты жұту қабілеттілігі
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер тізімі

Жарықтың жұтылуы - орта арқылы өткен жарық қарқындылығының сол орта бөлшектерімен өзара әсерлесуі нәтижесінде кемуі. Жарықтың жұтылуы кезінде зат қызады, атомдар не молекулалар иондалады не қозады, фотохим. процестер жүреді, т. б. Жарық энергиясы затта толығымен жұтылуы не сол заттан кері қарай басқа бір жиілікпен шығуы мүмкін. Жарықтың жұтылуының негізгі заңы - Бугер - Ламберт - Бер заңы. Жарықтың жұтылуы ғылым мен техниканың әр түрлі саласында (абсорбциялықспектрлік анализ, спектрофотометрия, колориметрия, т. б. ) қолданылады.

Оптикалық ортаға (мысалы, зерттелетін заттың ерітіндісі) түскен жарықтың бір бөлігі шағылады, біразы жұтылады не шашырайды, ал қалғаны орта арқылы өте шығады. Сол себепті орта (зат) арқылы өткен кезде жарық ағыны біртіндеп әлсірейді. Кезкелген зат электромагниттік толқындарды жұтады және шашыратады. Жарықтың жұтылуы дегеніміз түскен жарық энергиясының энергияның басқа түріне айналуы нәтижесінде жарық интенсивтілігінің бәсеңдеуі. Жарықтың жұтылуы кезінде жарық энергиясы ішкі энергияның басқа түрлеріне айналады, осы кезде затта әртүрлі құбылыстар жүруі мүмкін: жылулық қозғалыстың интенсивтілігі артуы (жылулық эффект), атомдар мен молекулалардың қозуы және иондануы, молекулаларлдың белсенділігі артуы (фотохимиялық эффект) және т. б.

Белгілі бір қалыңдықтағы жарықты жұтатын орта арқылы өткен жарық пен түскен жарықтың интенсивтіліктерін байланыстыратын жарықтың жұтылуының негізгі заңын француз ғалымы Бугер тәжірибе жүзінде анықтаған және ол Бугер заңы деп аталады:

; (1)

мұндағы - түскен жарықтың интенсивтілігі, - ерітіндіден өткен жарықтың интенсивтілігі, натурал логарифмнің негізі,

k - жұту коэффициенті деп аталады, ол жарықтың интенсивтілігіне байланысты емес, ол жарықтың толқын ұзындығына, заттың табиғатына байланысты болатын тұрақты шама.

Монохроматты жарықтың параллель шоғырының біртекті ортада жұтылу заңын Н. Бугер тағайындаған: Ортаның қалыңдығы бірдей әрбір келесі қабатында оған түскен жарық толқынының энергия ағынының бірдей бөлігі жұтылады және ол ортаның абсолюттік шамасына тәуелді емес.

Бугер заңын теориялық жолмен кейінірек неміс ғалымы И. Ламберт қорытып шығарған.

Бугер заңының негізінде қалыңдығы , концентрациясы С болатын жарықты жұтатын ерітінді арқылы өткен жарықтың интенсивтілігін анықтайық. Заттың осы қалыңдығы арқылы өткен жарықтың интенсивтілігі мынадай теңдеумен өрнектеледі:

; (2) - Бугер-Ламберт-Бер заңы

Тәжірибе жағдайында (2) -ші заң былайша жазылады:

; (3)

Мұндағы белгілі бір толқын ұзындығындағы жұтудың молярлық коэффициенті.

(3) - ші формуладағы қарама-қарсы таңбамен алынған дәреже көрсеткіші оптикалық тығыздық деп аталады:

; (4)

(2) - ші және (3) -ші формулалардан көретіндей, түскен және жұтылған жарықтың интенсивтіліктерінің қатынасын өлшеп және шамасын біле отырып, заттың таралымын С (концентрациясын) анықтауға болады. Егер бір заттың екі ерітіндісінің концентрациялары, қалыңдықтары әртүрлі болып, жарықты бірдей жұтса, онда мына шарт орындалады: D1=D2

Заттарды жарықты жұту қабілеттері бойынша оқып- зерттеу әдісі абсорбциялық (жұту) спектрофотометрия деп аталады.

Практикада екі физикалық шаманы өлшейді: өткізгіштік коэффициент және (Т) және оптикалық тығыздық (D) .

Өткізгіштік коэффициент (ортаның мөлдірлігі) жұтылған және түскен жарықтың интенсивтіліктерінің қатынасына тең шама:

; (5)

Оның мәні 0-ден (барлық жарық жұтылса) 1-ге (барлық жарық өтсе) дейінгі аралықта өзгереді, әдетте оны пайызбен өрнектейді (0- 100 %) .

Оптикалық тығыздықты (2) -ші формуладан табуға болады және оны өткізгіштік коэффициент арқылы өрнектеуге болады:

; (6)

Оптикалық тығыздың жарықты жұтатын қабаттың қалыңдығына, кюветаның ішкі өлшеміне, жарықты жұтатын заттың концентрациясына, ерітіндідегі осы заттың жұту қабілетіне байланысты.

(6) -ші формуладан өткізгіштік коэффициент (Т) 100 %-дан 0 %-ға дейін кеміген кезде оптикалық тығыздық сәйкес 0-ден ке дейін артады, яғни оптикалық тығыздықтың мәні кезкелген оң мәнді қабылдай алады (0-ден ке дейін), бірақ қазіргі заманғы құралдар дейін ғана өлшей алады.

Бугер-Ламберт-Бер заңы - бір түсті (монохромат) жарық шоғының орта арқылы өткендегі әлсіреуін анықтайтын заң. Қалыңд. І-ге тең жұтатын қабат арқылы өткенжарық шоғының қарқындылығы І0 шамадан І шамаға дейін төмендейді. Ол былай анықталады: І=І0Һе-kλҺl, мұндағы kλ - жұту көрсеткіші, ол заттың қасиетін сипаттайды; kλ жұтылатын жарықтың толқын ұзындығына (λ) тәуелді, ал қарқындылығына тәуелсіз болады. Ерітінділер үшін kλ=СҺ≥λ болып жазылады, С -ерітілген зат концентрациясы, ≥λ - ерітілген зат (жұтатын зат) молекуласының толқын ұзынд. λ-ға тең жарықпен өзара әсерлерін сипаттайтын коэффициент, ол С-ке тәуелсіз. Бұл заңды тәжірибе арқылы француз ғалымы П. Бугер ашқан (1729), неміс ғалымы И. Г. Ламберт оны теориялық жолмен қорытқан (1760), ал тағы бір неміс ғалымы А. Бер ерітінділер үшін тұжырымдаған (1852) . Бугер-Ламберт-Бер заңы ерітінділердің жарықты жұтуын өлшеу арқылы ерітілген заттың концентрациясын анықтау әдісінің негізіне алынған. Бугер-Ламберт-Бер заңының орындалу ауқымы кең, бірақ жарық қарқындылығы өте жоғары (мыс., импульсті лазердің фокусталған шоғы) болған жағдайда kλ коэффициенті жарық қарқындылығына тәуелді болады да, бұл заңнан ауытқушылық байқалады.

Молекулалардың жарықты жұту қабілеттілігі медицина мен биологияда қолданатын спектрофотометрия әдісінің негізінде жатады. Бұл әдісті заттың химиялық құрылымын анықтау және сандық талдау өткізу үшін қолданады. Молекулалардың оптикалық және спектрофотометриялық қасиеттері олардың құрылымы тұралы мәлімет береді де молекуланың энергиялық деңгейлері арасындағы арақашықтығымен және бір деңгейден басқа деңгейге көшулердің ықтималдығымен анықталады Бугер - Ламберт - Бэрдың заңы Жарықтың жұтылуы зерттелетін объект арқылы жарықтын ағыны өткеннен кейін оның әлсізденуімен білінеді, егер де ол жоғары болса заттың концентрациясы оған сәйкес жоғары болады. Бугер-Ламберт-Бэрдың заңына сәйкес жұтатын заттың қабатынан өткен жарықтың қарқындылығы келесі түрде есептеледі: [1] мұнда Io - түсетін жарықтың қарқындылығы, c - жұтатын заттың концентрациясы (моль/л) ε- жұтудың молярлы коэффициенті (л/моль*см) Жарық монохроматикалық болған кезде заң келесі түрде жазылады: [2] мұнда D - заттың оптикалық тығыздығы. I0 және I - түсетін және шыққан жарықтардың қарқындылықтары; T - үлгінің өткізуі; С - жұтатын заттн концентрациясы (моль/л) ; l - үлкінің қалындығы, см; e - экстинцияның молярлық коэффициенті, М-1×см-1. Бугер-Ламберт-Бэрдың заңы кейде орындалмайды. D-ның С-даң тәуелдгінін кейде сызықты түрден ауытқуы болуы мүмкін.

Қорытынды

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.