202 METODY OPARTE NA WIDMACH MOLEKULARNYCH
Prawo Bouguera-Lamberta
Prawo określające związek między absorpcją a grubością ośrodka absorbującego ogłosi) Bouguer już w 1729 roku. W dokładniejszy, matematyczny, sposób zależność tę sformułował Lambert w 1760 roku w postaci drugiego prawa Lamberta. Należy podkreślić, że I prawo dotyczy warstwy pochłaniającej o stałej grubości.
Jeżeli warstwa absorbująca o grubości / (rys. 3.17) składa się z nieskończenie małych warstewek d/, z których każda zmniej sza natężenie pa-
I I-d-I
Rysunek 3.17. Absorpcja promieniowania w bardzo małej warstwie roztworu dl
0
dl
dąjącego promieniowania o d/, to względne zmniejszenie natężenia dl/I jest, według Lamberta, proporcjonalne do grubości warstwy absorbującej. A zatem można napisać
(3.22)
gdzie: I — natężenie światła wchodzącego do danej warstwy, k — wielkość stała (współczynnik proporcjonalności). Prawa strona równania ma znak minus, ponieważ w miarę zwiększania grubości warstwy natężenie światła wychodzącego się zmniejsza, a nie zwiększa.
Całkując równanie (3.22) w granicach od Iq do It i od 0 do /
otrzymujemy
(3.23)
gdzie /o — natężenie początkowe wiązki, gdy 1 = 0.
Logarytmy naturalne zamienia się na dziesiętne
lg^ = 0,4343 ln ^ h *t
Po wprowadzeniu nowej stałej k = 0,4343#'
lg7=« (3-24)
■</
Logaiytm stosunku natężenia promieniowania padającego /o do natężenia promieniowania wychodzącego nazywa się absorbancją dla odróżnienia od absorpcji jako zjawiska pochłaniania. Dawniej stosunek ten nazywano absorpcją, wartością absorpcji, gęstością optyczną (D) lub ekstynkcją (E — głównie w literaturze niemieckiej).
Ponieważ .w absorbancji występuje stosunek Io/I,, definiuje się ją jako logarytm odwrotności transmitancji (patrz wzór (3.21))
A = Ig j (3.25a)
Przez wprowadzenie stosunku/o//, unika się ujemnego znaku absorbancji.
Jeżeli transmitancja jest wyrażona w procentach, to absorbancję wyraża się wzorem
A = (3.25b)
Zależność odwrotną, tj. transmitancji od absorbancji, wyraża wzór
T= — i (yi |
(3.26a) |
100 | |
1&4 |
(3.26b) |
a w procentach
Zależność absorbancj i od grubości warstwy można przedstawić w postaci wykładniczej po przekształceniu wzoru (3.24)
= 10-
(3.27)