Filtry absorpcyjne, prawo Lamberta
Filtr świetlny, (w optyce) przyrządy optyczne o selektywnej transmisji lub odbiciu promieniowania świetlnego (podczerwień, widzialne, ultrafiolet). Ze względu na fizykę procesu filtracji wyróżnia się klasy filtrów świetlnych: absorpcyjne (transmisyjne i odbiciowe), interferencyjne (wiele podklas) oraz dyspersyjne.
Głównymi zadaniami filtrów świetlnych jest wydzielenie pożądanego pasma promieniowania (filtry strefowe) lub dopasowanie krzywej rozkładu widmowego do zadanego kształtu (głównie filtry filmowe) oraz osłabienie natężenie światła (filtry szare). Strefowe filtry absorpcyjne mogą mieć postać gazową, ciekłą (roztworów lub mieszanin), kryształów lub cienkich warstw napylonych na przeźroczyste podłoże. Działanie ich jest oparte na selektywnej absorpcji (jednostronnie lub dwustronnie) promieniowania o częstotliwości różnej od zadanej. Najszerzej rozpowszechnione są filtry absorpcyjne transmisyjne w postaci płytek barwnego szkła. Jako filtry absorpcyjne odbiciowe stosuje się, dla podczerwieni, kryształy dielektryczne (np. NaCl).
Filtry dyspersyjne konstruuje się umieszczając rozdrobniony materiał w pewnym ośrodku. Jako materiał dyspersyjny i ośrodek stosuje się takie przeźroczyste substancje, dla których krzywe dyspersyjne (zależność współczynnika załamania od długości fali) przecinają się. Światło o długości fali zbliżonej do miejsca przecięcia krzywych dyspersyjnych przenika przez filtr (bo na granicy ośrodków nie zachodzi odbicie), pozostałe długości fal są silnie rozpraszane.
Prawo Lamberta - prawo opisujące ilościowo absorpcję światła przez roztwory substancji barwnych: podczas przechodzenia promieniowania monochromatycznego przez roztwór substancji absorbującej absorbancja A jest proporcjonalna do stężenia c i grubości warstwy absorbującej b roztworu,
A = acb
gdzie a jest współczynnikiem proporcjonalności (tzw. współczynnik absorpcji, inaczej współczynnik ekstynkcji).
Filtry interferencyjne, Podstawy spektrofotometrii.
Filtry interferencyjne wykorzystują zjawisko interferencji w płytkach (np. jak w interferometrze Fabry-Perota) lub cienkich warstwach.
Interferometr, przyrząd, w którym wykorzystano zjawisko interferencji fal. Wyróżnia się m.in.: interferometry optyczne i interferometry akustyczne.
Interferometry optyczne, przyrządy optyczne wykorzystujące zjawisko interferencji fal elektromagnetycznych z zakresu podczerwieni (podczerwone promieniowanie), światła widzialnego (światło) lub ultrafioletu (ultrafioletowe promieniowanie).
Interferometry akustyczne, przyrządy służące do pomiaru prędkości rozchodzenia się fal akustycznych w płynach (cieczach, gazach) lub ciałach stałych metodą interferencyjną. Wyróżnia się interferometry akustyczne rezonansowe (z falą stojącą) lub interferometry akustyczne fazowe (z falą biegnącą).
Czasem stosuje się filtry interferencyjno-polaryzacyjne, w których różnicę dróg optycznych uzyskuje się dzięki zjawisku dwójłomności, w innych konstrukcjach wykorzystuje się zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia i interferencji. Stosuje się też filtry mieszane: interferencyjno-absorpcyjne.
Filtry dyspersyjne konstruuje się umieszczając rozdrobniony materiał w pewnym ośrodku. Jako materiał dyspersyjny i ośrodek stosuje się takie przeźroczyste substancje, dla których krzywe dyspersyjne (zależność współczynnika załamania od długości fali) przecinają się. Światło o długości fali zbliżonej do miejsca przecięcia krzywych dyspersyjnych przenika przez filtr (bo na granicy ośrodków nie zachodzi odbicie), pozostałe długości fal są silnie rozpraszane.
Spektrofotometr, rodzaj spektrometru optycznego, wyposażonego w wewnętrzne wzorcowe źródło światła, względem którego wykonuje się pomiar rozkładu natężenia promieniowania światła w widmie badanego obiektu (np. gwiazdy, wygrzewanej próbki chemicznej itp.).
Za pomocą spektrofotometru wykonuje się analizy ilościowe i jakościowe składu promieniowania. Stosowany jest jako element w przyrządach służących do wykonywania chemicznych analiz spektralnych (absorpcyjna spektrometria atomowa, spektrometria atomowa emisyjna).
Absorpcyjna spektrometria atomowa, AAS, z angielskiego Atomic Absorption Spectrometry, instrumentalna metoda analityczna, wykorzystująca zjawisko absorpcji promieniowania charakterystycznego (tzn. o odpowiedniej długości fali) przez wolne atomy oznaczanego pierwiastka. Wielkość absorpcji jest miarą stężenia pierwiastka w badanej próbce. Źródłem promieniowania jest lampa z katodą wnękową (HCL) lub bezelektrodowa lampa wyładowcza (EDL).
Wolne atomy otrzymuje się z roztworów (niekiedy z zawiesin lub ciał stałych) przez ich odparowanie i dysocjację w przestrzeni absorpcyjnej spektrometru, przez którą przechodzi promieniowanie. Przestrzeń absorpcyjna może być płomieniem (najczęściej spalany jest acetylen w powietrzu) lub kuwetą (grafitową albo kwarcową). Po przejściu przez monochromator natężenie promieniowania rejestrowane jest za pomocą fotopowielacza. Absorpcyjna spektrometria atomowa z użyciem kuwety należy do najczulszych metod chemicznej analizy ilościowej.
Spektrometria atomowa emisyjna, AES (z angielskiego Atomic Emission Spectrometry), instrumentalna metoda analityczna wykorzystująca promieniowanie wysyłane przez atomy pierwiastków w odpowiednio wysokiej temperaturze.
Położenie zarejestrowanych linii spektralnych pozwala na identyfikację (analizę jakościową) badanej próbki, natomiast analiza ilościowa oparta jest na wyznaczonej doświadczalnie zależności pomiędzy natężeniem linii spektralnych (mierzonym metodami fotoelektrycznymi) a zawartością emitujących je pierwiastków.
Atomy, emitujące promieniowanie podczas pomiaru, są wzbudzane elektrycznie (łuk lub iskra), płomieniowo (fotometria płomieniowa), za pomocą lasera lub w plazmie wytworzonej w gazowym argonie.