Закон Бугера — Ламберта — Бера

[править]

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Зако́н Бугера — Ламберта — Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде.

Закон выражается следующей формулой:

,

где   — интенсивность входящего пучка,   — толщина слоя вещества, через которое проходит свет,   — показатель поглощения (не путать с безразмерным показателем поглощения  , который связан с   формулой  , где   — длина волны).

Показатель поглощения характеризует свойства вещества и зависит от длины волны λ поглощаемого света. Эта зависимость называется спектром поглощения вещества.

Рассеяние света — рассеяние электромагнитных волн видимого диапазона при их взаимодействии с веществом. При этом происходит изменение пространственного распределения, частоты, поляризации оптического излучения, хотя часто под рассеянием понимается только преобразование углового распределения светового потока.

Пусть   и   — частоты падающего и рассеянного света. Тогда

• Если   — упругое рассеяние

• Если   — неупругое рассеяние

•  — стоксово рассеяние

•  — антистоксово рассеяние

Рассеиваемый свет даёт информацию о структуре и динамике материала.

Виды рассеяния, свойственные для света:

• Рассеяние Рэлея — упругое рассеяние на малых частицах, размером много меньше длины волны.

• Рассеяние Ми — упругое рассеяние на крупных частицах.

• Рассеяние Мандельштама — Бриллюэна — неупругое рассеяние на колебаниях решётки.

• Рассеяние Рамана — неупругое рассеяние на атомных колебаниях в молекуле.

• Рассеяние Тиндаля — упругое рассеяние света неоднородными средами.

Закон рэлея и его объяснение

Зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны установлена еще в первых теоретических работах Рэлея. Она гласит: интенсивность обратно пропорциональна четвертой степени длины волны (закон Рэлея).

Нетрудно получить этот закон, исходя из представления о вторичных волнах, испускаемых колеблющимися электронами. Амплитуда излу­чаемой при колебании электрона волны пропорциональна его уско­рению (только при наличии ускорения в движении электрона им создается переменное электромагнитное поле и возникает электро-магнитная волна).

Закон Рэлея

Закон Рэлея этот справедлив, если рассеивающие частицы или флуктуационные неоднородности малы по сравнению с длиной волны. В противном случае надо учитывать, что электроны, приходящие в колебание в разных участках элементарной неоднородности, возбуждаются с заметным запаздыванием по фазе. Эго обстоятель­ство осложняет явление и приводит к иным закономерностям. Так, зависимость от длины волны становится менее заметной, стремясь к закону ¹/^² для сравнительно больших коллоидных частиц и для больших флуктуационных неоднородностей вблизи критической точки.

Тщательные измерения последнего времени позволяют считать, что закон Рэлея для жидкостей соблюдается достаточно хорошо. Нет оснований сомневаться в его справедливости и по отношению к газам и кристаллам, хотя для газов и кристаллов имеются лишь сравнительно грубые измерения.