№ 3–18. Снятие спектральных характеристик поглощения цветных растворов

Приборы и принадлежности: горизонтальный фотометр типа ФМС-56, исследуемые жидкости или окрашенные пленки.

Цель работы: определение спектральных характеристик растворов.

1. Краткая теория

Свет, проходя через любую среду, частично поглощается. Поглощение света связано с преобразованием в веществе энергии. С точки зрения электронной теории взаимодействие света и вещества сводится к взаимодействию электромагнитного поля световой волны с атомами и молекулами вещества. Электроны, входящие в состав атомов, могут колебаться под действием переменного электрического поля световой волны. Часть энергия световой волны затрачивается на возбуждение колебания электронов. Частично энергия колебания электронов вновь переходят в энергию светового излучения, некоторая доля, в конечном счете, идет на нагревание. В диэлектриках потери энергии световой волны заметны лишь в областях резонансного поглощения. В этих областях частота подающей на вещество световой волны близка к частоте собственных колебаний атомных осцилляторов и поглощение энергии света максимальное. Поэтому разные вещества поглощают свет более или менее селективно (избирательно); поглощение максимально в области частот, близких к частоте собственных колебаний молекул, в остальных областях частот диэлектрик практически прозрачен.

В проводниках, как известно, есть так называемые свободные электроны, которые под действием электрического поля световой волны создают переменный ток, что сопровождается выделением джоулева тепла. Чем выше проводимость проводника, тем сильнее в нем поглощение. Металлы хорошие проводники и они практически непрозрачны для световых лучей.

Количественной характеристикой поглощения света является коэффициент поглощения k.

Представим себе кусок поглощающего свет вещества (стекло, пленка, сосуд с жидкостью) толщиною l. На вещество нормально к поверхности падает пучок монохроматических параллельных лучей (рис.56).