Жарықтың шашырауы

Жарық біртекті де және біртексіздік те орталарда шашырайды. Жарықтың шашырауы дегеніміз түскен жарықтың әртүрлі бағытта таралуы немесе жарықтың шашырауының мәні мынада: ұсақ бөлшектер, молекулалар мен электрондарға шейін, жарықтың әсерінен 2-ші ретті сәулелер сәулелендіре бастайды.

Жарық толқындары біртекті емес орта арқылы өткен кезде, зат атомдары когерентті емес 2-ші ретті жарық толқындарын сәулелендіріп, ортаның 2-ші ретті бірқалыпты жарқырауын тудыратын болса, ондай құбылыс жарықтың шашырауы деп аталады. Жарық біртексіздік ортада шашырайды, егер ортаның біртексіздік өлшемдері түскен жарықтың толқын ұзындығындай болса. Егер ортаның біртексіздігі ретсіз орналасқан бөгде бөлшектерден құралса, жарықтың осындай шашырауы Тиндаль құбылысы деп аталады, ал орта лайлы орта деп аталады, мысалы, тұман, түтін, эмульсиядағы түрлі қалықтаған бөлшектер т.т. Осындай құбылыстың тағы бір көрінісі- күн сәулесінің жіңішке шоғыры шаң атмосфера арқылы өткенде, жарық осы шаңдардан шашырап, барлық шоғыр кез келген жақтан бақыласа да жақсы көрінеді.

Жарық шашыраған кезде оның энергиясы өзінің электромагниттік табиғатын сақтайды және шашыраған жарықтың толқын ұзындығы өзгермейді. Шашыраған жарықтың интенсивтілігі соғұрлым жоғары болады, егер ортаның біртексіздік өлшемдері жарықтың толқын ұзындығымен салыстырғанда неғұрлым кіші болса. Шашырау интенсивтілігі жарықтың толқын ұзындығына байланысты: қысқа жарық толқындары ұзын толқындарға қарағанда күштірек шашырайды.

Жарық атомдар мен молекулалардың жылулық қозғалысына байланысты заттың тығыздығының лездік біртексіздігі кезінде біртекті ортада да шашырайды. Мысалы, жылулық қозғалыс кезінде таза газда молекулалар газ көлемінің бір нүктесінде жақындап, екінші бір нүктесінде алшақтайды. Осындай шашырау молекулалық деп аталады. Шашыраған жарықтың интенсивтілігі түскен жарықтың толқын ұзындығының төртінші дәрежесіне кері пропорционал:

; (Рэлей заңы).

Спектрофотометрияның биологияда, медицинада және фармацияда қолдану мысалдары.

- Ақуыздар мен нуклеин қышқылдарының (НҚ) таралымын (концентрациясын) анықтау.

- рН-ң өзгеруімен жұту спектрін өзгертетін бояғыш заттар көмегімен ортаның рН өлшеу.

- Сипатты жұту спектрлері бар әртүрлі дәрілік заттардың таралымын анықтау.

- Ортаның оптикалық тығыздығының өзгерісі бойынша сол ортадағы миркоағзалардың көбею динамикасын бақылау.

Биологиялық сұйықтардағы зат концентрациясын анықтау үшін спектрофотометрлік зерттеу әдістерін қолдану.

Фотометрлік талдау әдісі біртекті ортаның электромагнитті сәулелерді таңдап жұтуына негізделген. Әрбір біртекті орта белгілі толқын ұзындықтағы сәулелерді таңдап жұтуға қабілетті. Фотометрлік талдау әдісі қолданылатын аппаратураларға байланысты фотоколориметрлік және спектрофотометрлік деп бөлінеді.

Фотоколориметрлік әдісте түсті ерітінділердің жарықты жұтуы анықталады, бұл әдіс көбінесе ерітінділер концентрациясын анықтауда қолданылады және жарық сүзгіштер қолданылады, аппаратураның (күрделі емес аппаратура) өлшеу дәлдігі ( %).

Спектрофотометрлік әдісте аса күрделі құралдар- спектрофотометрлер қолданылады. Осындай құралдар түсті де, түссіз де қосылыстарды талдауға мүмкіндік береді. Бұл әдіс тек қана Бугер- Ламберт- Бер заңы жұту коэффициентінің зерттелуші заттардың концентрациясына тәуелсіздігі заңдылығы толығымен орындалғанда қолданылады.

Ерітіндідегі қандайда болмасын бір заттың концентрациясын анықтауға арналған сандық абсорбциялық фотоколориметрлік талдау әдісі екі әдіске бөлінеді: