Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВЕТА С ВЕЩЕСТВОМ
Содержание
- 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВЕТА С ВЕЩЕСТВОМ
- 2. Слайд 2
- 3. Слайд 3
- 4. Показатель преломления
- 5. Законы отражения и преломления
- 6. Слайд 6
- 7. Призмы полного внутреннего отражения
- 8. Волоконная оптика
- 9. Рефрактометр Аббе
- 10. Слайд 10
- 11. Слайд 11
- 12. Слайд 12
- 13. Слайд 13
- 14. Слайд 14
- 15. Слайд 15
- 16. Слайд 16
- 17. Слайд 17
- 18. Слайд 18
- 19. Слайд 19
- 20. Слайд 20
- 21. Слайд 21
- 22. Слайд 22
- 23. Слайд 23
- 24. Слайд 24
- 25. Слайд 25
- 26. Слайд 26
- 27. Слайд 27
- 28. Слайд 28
- 29. Слайд 29
- 30. Слайд 30
- 31. Слайд 31
- 32. Слайд 32
- 33. Слайд 33
- 34. Слайд 34
- 35. Слайд 35
- 36. Слайд 36
- 37. Слайд 37
- 38. Слайд 38
- 39. Ослабление света при прохождении через вещество
- 40. Основным законом, описывающим поглощение света, является
- 41. Физический смысл kλ : kλ численно равен
- 42. И. Ламберт вывел закон в предположении, что
- 43. Решением дифференциального уравнения (2)dI/I = -kλdl является
- 44. 2. Поглощение света растворами. Закон Бера. Для
- 45. 3. Закон Бугера-Ламберта-БераПодставив (2) в (1), получим
- 46. Слайд 46
- 47. В лабораторных исследованиях закон Бугера-Ламберта-Бера обычно выражают
- 48. Закон Бугера—Ламберта—Бера справедлив при следующих предположениях: 1)
- 49. 5. Коэффициент пропускания (Т) Параметр T =
- 50. Доля поглощённого света оценивается коэффициентом поглощения K:K
- 51. Зависимость коэффициента пропускания Τ или коэффициента поглощения
- 52. 7. Оптическая плотность (D) Оптической плотностью (D)
- 53. Оптическая плотность (D) линейно зависит от концентрации
- 54. 8. Спектры поглощения веществаЗависимости s, kλ ,
- 55. Каждое химическое соединение характеризуется своим индивидуальным спектром
- 56. При большом разрешении можно увидеть, что полосы
- 57. Спектры поглощения растворов - плавные кривые с
- 58. Наложение огромного количества смещённых линий поглощения, каждую
- 59. Рис. Спектры поглощения растворов биологически важных молекул.
- 60. 10. Рассеяние света Рассеянием света называют
- 61. Рассеяние в мутных средах называют явлением Тиндаля.Мутными
- 62. Слайд 62
- 63. Слайд 63
- 64. Молекулярным рассеянием называют рассеяние
- 65. Уменьшение интенсивности света вследствие рассеяния, как и
- 66. Если проявляется поглощение и рассеяние света одновременно,
- 67. Слайд 67
- 68. Инфракрасные лучи рассеиваются меньше, чем фиолетовые. На
- 69. 11. НефелометрияМетод измерения рассеянного света в различных
- 70. Скачать презентанцию
Показатель преломления
Слайды и текст этой презентации
Слайд 40Основным законом, описывающим поглощение света, является Закон Бугера :
Интенсивность
света, проходящего через вещество, уменьшается по экспоненциальному закону:
I = I0 е-kλl , где (1) I0 - интенсивность монохроматического света, падающего на поверхность вещества;
I – интенсивность света, прошедшего через слой вещества толщиной l;
Kλ - натуральный монохроматический показатель поглощения вещества (зависит от длины волны света λ
и природы вещества, поглощающего свет).
е ≈ 2,7 - основание натуральных логарифмов
Слайд 41Физический смысл kλ :
kλ численно равен величине, обратной толщине
слоя вещества, при прохождении через который интенсивность света ослабляется в
e раз, т. е. приблизительно в 2,7 раза.[kλ] = 1/м = м-1.
Закон был экспериментально установлен в 1729 г. французским физиком П. Бугером и позже теоретически выведен немецким исследователем И. Ламбертом (1760).
Слайд 42И. Ламберт вывел закон в предположении, что при прохождении света
через любой слой вещества его интенсивность I уменьшается на определённую
долю, зависящую только от kλ и толщины слоя l, т. е.dI/I = -kλdl (2).
Рис.1. Схема, иллюстрирующая вывод
закона Бугера.
Слайд 43Решением дифференциального уравнения (2)
dI/I = -kλdl является закон Бугера.
Интегрируя
левую и правую части уравнения и подставляя пределы интегрирования для
толщины слоя от 0 до l, а для интенсивности света от I0 до I, получим:откуда : I = I0 е-kλl .
Слайд 442. Поглощение света растворами. Закон Бера.
Для разбавленных растворов выполняется
закон Бера:
kλ = k׳λ.С, (2)т. е. показатель kλ пропорционален концентрации С молекул хромофора в растворе, поглощающим свет. При этом предполагается, что молекулы растворителя свет не поглощают. kλ́ называют молярным монохроматическим натуральным показателем поглощения, так как он характеризует поглощение света раствором единичной концентрации.
Слайд 453. Закон Бугера-Ламберта-Бера
Подставив (2) в (1), получим закон Бугера-
Ламберта-Бера:
I
= I0 е-k׳λ .С.l (3)Рис. 2. Изменение интенсивности света,
проходящего через слой вещества толщиной
l или через раствор с концентрацией C.
Слайд 46
.
4. Эффективное сечение поглощения молекулы
Поглощение света обусловлено взаимодействием
фотонов с молекулами (атомами) вещества, т. е. молекула является для фотона определённой мишенью. Попадание или непопадание кванта света в мишень – молекулу (атом) - случайный, вероятностный процесс, поэтому экспоненциальная зависимость
I = I0 е-k׳λ .С.l
определяется вероятностным характером поглощения квантов света молекулами (атомами) вещества.
Слайд 47В лабораторных исследованиях закон Бугера-Ламберта-Бера обычно выражают через показательную функцию
с основанием 10:
I = I0.10-ελ.С.l , (6)где ε = k׳λ/ln10 – монохроматический молярный показатель поглощения.
Слайд 48Закон Бугера—Ламберта—Бера справедлив
при следующих предположениях:
1) используется монохроматический свет;
2) молекулы растворенного вещества в растворе распределены равномерно;
3) при
изменении концентрации характер взаимодействия между растворенными молекулами не меняется;4) в процессе измерения не происходят химические превращения молекул под действием света;
5) интенсивность падающего света должна быть достаточно низка (чтобы концентрация невозбужденных молекул практически не уменьшалась в ходе измерения).
Слайд 495. Коэффициент пропускания (Т)
Параметр T = I/Io
называется коэффициентом пропускания,
где I – интенсивность света, прошедшего через вещество, а
Io
– интенсивность света, падающего на поверхность вещества 
Слайд 50Доля поглощённого света оценивается коэффициентом поглощения K:
K = Iп/I0 =
I0 – I/I0, где
I0 - интенсивность падающего света,
I -
интенсивность прошедшего света,Iп = I0 – I - интенсивность поглощенного света.
Очевидно, что коэффициент поглощения связан с коэффициентом пропускания следующим образом: К = 1-Т.
Очевидно, что Т = 10-ελСl и К = 1-Т нелинейно зависят от концентрации вещества С, поглощающего свет:
6. Коэффициент поглощения (K)
Слайд 51Зависимость
коэффициента
пропускания Τ
или коэффициента поглощения (1 – Т)
от концентрации вещества в растворе (с) или толщины слоя раствора
(l) носит нелинейный характер
Слайд 527. Оптическая плотность (D)
Оптической плотностью (D) среды (вещества) называют
величину, равную десятичному логарифму величины, обратной коэффициенту пропускания
D = lg (1/T) = lg (Io/I) (7)В англоязычной литературе оптическую плотность называют поглощательной способностью вещества (используют термин absorbance и обозначают A).
Подставив в (7) Т = 10-ελСl, получим:связь оптической плотности с концентрацией раствора С и толщиной слоя l
D = ελСl.
Слайд 53 Оптическая плотность (D) линейно зависит от концентрации определяемого вещества в
растворе (с) и толщины слоя раствора (l):
Слайд 548. Спектры поглощения вещества
Зависимости s, kλ , ε или D
от длины волны света (λ) называют спектрами поглощения вещества.
Спектры поглощения
являются источниками информации о состоянии вещества и о структуре энергетических уровней атомов и молекул. Спектры поглощения используют для качественного анализа растворов окрашенных веществ.
Слайд 55Каждое химическое соединение характеризуется своим индивидуальным спектром поглощения, отражающим структуру
энергетических уровней молекулы. Вид спектра поглощения зависит от агрегатного состояния
вещества. Например, спектры поглощения газов в атомарном состоянии – линейчатые, в молекулярном состоянии - полосатые.
Слайд 56При большом разрешении можно увидеть, что полосы поглощения жидкостей состоят
из отдельных близко расположенных линий. Причиной этого является то, что
энергии электронных уровней в атомах, а также колебательных и вращательных подуровней в молекулах квантуются.
Слайд 57Спектры поглощения растворов - плавные кривые с одним или несколькими
максимумами. Причиной этого является то, что в растворителях каждая молекула
хромофора окружена несколь-кими полярными молекулами среды, дипольные молекулы которых создают локальные электри-ческие поля. Энергии электронных уровней, а также колебательных и вращательных поду-ровней при наличии внешнего электрического поля несколько изменяется, следовательно, происходит изменение длины волны света, поглощаемого при данном электронном перехо-де. Эти сдвиги в энергии электронного перехода для каждой молекулы зависят от ориентации молекул среды и расстояния до них в момент поглощения кванта. Величины энергии сдвигов не квантуются, они могут принимать любые значения в определённых пределах.
Слайд 58Наложение огромного количества смещённых линий поглощения, каждую из которых можно
приписать отдельной молекуле, приводит к тому, что кривая спектра поглощения
раствора в целом оказывается плавной. На следующем рисунке представлены спектры поглощения некоторых биологически важных молекул. С ростом количества двойных связей в молекулах максимумы поглощения в спектрах сдвигаются в сторону более длинных волн
Слайд 59Рис. Спектры поглощения растворов биологически важных молекул. Зависимость положения длинно-волнового
максимума поглощения от числа сопряжён-ных двойных связей (N) в молекуле.
1
– фосфолипиды, выделенные из мозга (N = 1); 2 – окисленные фосфолипиды: диеновые конъюгаты λmax = 233 нм (N = 2); триеновые конъюгаты λmax = 270-280 нм (N = 3) и частично карбонильные соединения;
3 – полностью-транс-ретиналь (N = 6);
4 – 11-цис-ретиналь (N = 6); 5 – каротиноиды (N = 11).
Слайд 6010. Рассеяние света
Рассеянием света называют явление, при котором
распространяющийся в среде световой пучок отклоняется по всевозможным направлениям. Это
когерентный процесс. При рассеянии не изменяется длина волны света (λ) и фаза волны.Рассеяние возникает на оптических неоднородностях среды.
Слайд 61Рассеяние в мутных средах называют явлением Тиндаля.
Мутными являются среды, содержащие
мелкие инородные частицы в однородном прозрачном веществе.
Примеры: дым (твердые
частицы в газе), туман (капельки жидкости в газе), взвеси, эмульсии и т. п.Интенсивность рассеянного света в этом случае
Iрас ~ 1/ λ2
Слайд 64 Молекулярным рассеянием
называют рассеяние света на оптических
неоднородностях возникающих в чистом веществе из-за статистического отклонения молекул от
равномерного распределения (флуктуации плотности) или на очень мелких неоднородностях с размерами меньшими 0,2λ (λ — длина волны света). Пример - рассеяние света в атмосфере.Интенвность рассеянного света в этом случае Iрас ~ 1/ λ4 (Закон Рэлея).
Слайд 65 Уменьшение интенсивности света вследствие рассеяния, как и при поглощении света,
также описывают экспоненциальной (показательной) функцией:
I = Ioe-ml
где m — натуральный
показатель рассеяния, l – толщина слоя.
Слайд 66Если проявляется
поглощение и рассеяние света одновременно,
то ослабление
интенсивности света при прохождении через вещество также описывается экспоненциальной функцией:
I
= Ioe-μlгде μ — натуральный показатель ослабления, причём μ = m + k
Слайд 68Инфракрасные лучи рассеиваются меньше, чем фиолетовые.
На рисунке изображены две
фотографии пейзажа:
на левой, снятой обычным методом, туман сильно ограничил
видимость; на правой, снятой в инфракрасном излучении на специальной пластинке, туман не мешает, он оказался прозрачным для более длинных волн.
Слайд 6911. Нефелометрия
Метод измерения рассеянного света в различных направлениях с целью
получения сведений, характеризующих межмолекулярное взаимодействие, размеры макромолекул в растворах, частиц
в коллоидных растворах, эмульсиях, аэрозолях и т. п. называют нефелометрией, а соответствующие приборы - нефелометрами.
