Вопрос 5.Правило частот Бора: понятие оптического спектра, закон Бугера – Ламберта – Бера.

Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные (не изменяющиеся со временем) состояния, в которых он не излучает энергии. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны. Движение электронов по стационарным орбитам не сопровождается излучением электромагнитных волн.

Этот постулат находится в противоречии с классической теорией. В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные квантовые значения момента импульса.

Второй постулат Бора 

Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией Ek в стационарное состояние с меньшей энергией En. Энергия излученного фотона равна разности энергий стационарных состояний: hvkn = Ek - En

Частота излучения равна: vkn = (Ek - En) / h = (Ek / h) - (En / h)  Или, длина волны излучения λ равна: 1 / λkn = (1 / hc) (Ek - En)  Где h – постоянная Планка, с – скорость света в вакууме.

Если Ek > En, то происходит излучение фотона, если Ek < En, то происходит поглощение фотона, при котором атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией.

Спектр оптический — спектр электромагнитного излучения в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом диапазонах. Оптические спектры представляют собой совокупность частот или длин волн, излучаемых каким-либо веществом (спектры испускания) или поглощаемых, рассеиваемых, отражаемых данным веществом(спектры поглощения, рассеяния и отражения), а также характеризуют распределение энергии излучения в зависимости от длины волны или частоты излучения.

По виду оптические спектры разделяют на линейчатые, состоящие из отдельных спектральных линий, соответствующих дискретным значениям длины волны; полосатые, состоящие из отдельных полос, каждая из которых охватывает некоторый интервал длин волн; сплошные (непрерывные), охватывающие широкий диапазон длин волн.

Закон Бугера-Ламберта-Бера(основной закон светопоглощения) связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопоглощающего вещества, с концентрацией вещества и толщиной слоя.

Если интенсивность пучка, падающего на слой вещества толщиной l, равна I₀, то, согласно Бугера-Ламберта-Бера закону, интенсивность пучка на выходе из слоя I(l)=I₀е^-kλ^l,

где k_λ — показатель поглощения, различный для разных длин волн К, но не зависящих от интенсивности света I. Для растворов kλ, можно представить в виде произведения концентрации поглощающего вещества С на удельный показатель поглощения η, характеризующий ослабление пучка света в растворе единичной концентрации и зависящий от природы и состояния вещества и от λ. Тогда Бугера-Ламберта-Бера закон записывается в виде: I(l)=I₀е^-ηCl.

По закону Бугера-Ламберта-Бера интенсивность монохроматического

излучения уменьшается по мере прохождения через

поглощающую среду. Данное соотношение выражает зависимость оптической

плотности от концентрации поглощающего вещества

Кювета с веществом

Чтобы учесть потери света на отражение и рассеяние, сравнивают интенсивности света, прошедшего через исследуемый раствор и растворитель При одинаковой толщине слоя в кюветах из одинакового материала, содержащих один и тот же растворитель, потери на отражение и рассеяние света будут примерно одинаковы у обоих пучков и уменьшение интенсивности света, будет зависеть от концентрации вещества.