- •Оптическое излучение и его взаимодействие с веществом. Отражение, рассеяние, поглощение, пропускание и их количественная оценка.
- •II. Поглощение света и его особенности. Основной закон поглощения в дифференциальной и интегральной формах.
- •Формулировка основного закона поглощения:
- •1. Закон поглощения в дифференциальной форме:
- •2. Закон поглощения в интегральной форме.
- •III. Зависимость показателя поглощения от концентрации (правило Бера). Закон Бугера - Ламберта - Бера.
- •IV. Основные фотометрические методы и их характеристика.
- •1. Визуальные методы.
- •1) Метод стандартных серий
- •2) Метод разбавления
- •3) Метод погружения
- •2. Фотоколориметрические методы.
- •3. Спектрофотометрические методы.
2. Закон поглощения в интегральной форме.
Этот закон выводится из дифференциальной формы закона.
1. dФx = -k·Фx·dx
2. Разделим переменные:
dФx / Фx = -k·dx
3. Проинтегрируем обе части равенства:
Лучистый поток в пределах от «Ф0» до «Фl».
Толщина слоя в пределах от «0» до «l»
- интегральная форма закона Бугера – Ламберта
Лучистый поток на выходе пропорционален лучистому потоку на входе и убывает по закону экспоненциальной функции.
Графическая интерпретация закона:
При увеличении толщины слоя L поглощение быстро возрастает, причем скорость этого возрастания пропорциональна показателю поглощения k.
k1 > k2
Максимальное значение «k» определяет избирательность поглощения различными веществами определенных длин волн.
Избирательным поглощением обладают все вещества.
Например: резкий «max» поглощения для кожи человека лежит в пределах длин волн около 300 нм (УФ-область) . Эта область обладает лечебным свойством. Эту область сильно поглощает так же оконное стекло, но плохо поглощает кварцевое и увиолевое стекла - поэтому их используют в медицинских ртутно - кварцевых лампах.
III. Зависимость показателя поглощения от концентрации (правило Бера). Закон Бугера - Ламберта - Бера.
Когда свет поглощается молекулами вещества, растворенного в практически непоглощающем растворителе, то «kλ» оказывается прямо пропорционален концентрации раствора «С».
kλ ~ с — правило Бера.
xλ - коэффициент поглощения, не зависит от концентрации «с» и характерен для молекул поглощающего вещества. Для практических целей закон будет иметь вид:
- закон Бугера-Ламберта-Бера.
Но этой математической формулой закона пользоваться неудобно. Поэтому экспоненту «е» заменяют на число «10»
Заменим 0,43 ·хλ на х' -приведённый коэффициент поглощения. Тогда закон Бугера-Ламберта-Бера будет иметь вид:
Оптическая плотность. Ее характеристика.
При практическом использовании формула закона Б-Л-Б неудобна, т.к. зависимость между «Фl» и «С» - нелинейная. Для вычисления линейной зависимости ввели оптическую плотность «D» .
«D - это десятичный логарифм отношения неослабленного лучистого потока Ф0 к лучистому потоку, прошедшему через среду Фl.
Проведем логарифмирование:
Т.о.
т.е между оптической плотностью «D» и концентрацией вещества «С» существует линейная зависимость.
Вывод: пользование на практике этой величиной очень облегчает расчеты, т.к. заменяет сложную в расчетах показательную функцию на более простую.
Пример: при D = 2 lg(Ф0/Фl)=2 Ф0/Фl =102 Фl = Ф0/100
т.е слой единичной толщины при D = 2 ослабляет интенсивность лучистого
потока в 100 раз.
IV. Основные фотометрические методы и их характеристика.
В медицине закон Бугера-Ламберта-Бера используется для определения концентрации вещества в окрашенных растворах.
Фотометрические методы - это совокупность оптических методов для определения концентрации вещества в растворах, гистологических и цитологических препаратах на основе закона Бугера-Ламберта-Бера.
Их преимущества:
- простота применения
- быстрота определения концентрации
- сравнительно высокая чувствительность
Различают 3 группы:
1) Визуальные методы
2) Фотоколориметрические методы
3) Спектрофотометрические.