Характеристики оптического излучения

РАБОТА № 1

Производная и дифференциальная спектрофотометрия

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Фотометрия – метод, состоящий в измерении величин оптической плотности или светопропускания образцов как показателей поглощения электромагнитного излучения. Если регистрируется еще и зависимость оптической плотности объекта от длины волны (частоты, энергии квантов) тестирующего излучения (т.е. регистрируется спектр поглощения объекта), метод называется спектрофотометрией. Спектрофотометрия применяется для:

1. качественного анализа состава исследуемых систем;
2. количественного определения поглощающих свет соединений;
3. изучения физико-химического состояния биологически значимых молекул;

ОПРЕДЕЛЕНИЯ:

Характеристики оптического излучения

Нами будут использоваться следующие характеристики у оптического излучения:

· энергия одного кванта (фотона) излучения:

где Е_кв - энергия кванта (измеряется в джоулях или электрон-вольтах), h - постоянная Планка, n - частота излучения (измеряется в герцах; 1 Гц = 1 с^-1), l - длина волны излучения (единица измерения – метр, однако, поскольку длина волн оптического излучения мала, обычно применяются нанометры (1 нм = 10^{-9 м}), ангстремы (1 Ангстрем = 10^{-10 м = 0,1 нм) или, в инфракрасной части оптического излучения – микрометры (1 мкм = 10-6 м = 103} нм = 10⁴ Ангстрем)).

· Длина волны (l) излучения.

Длиной волны излучения называется расстояние, проходимое волной за время, равное полному периоду.

· Частота излучения (n).

Частотой волны излучения называется количество полных циклов колебания, происходящих единицу времени (в системе СИ – за 1 секунду). Численно частота представляет собой величину, обратную периоду волны.

· Интенсивность излучения I.

Интенсивностью излучения I называется количество его энергии, падающее на единицу освещенной поверхности за единицу времени. В системе СИ единицей измерения интенсивности излучения будет Дж*м^-2*с^-1. В некоторых случаях применяются несистемные единицы измерения интенсивности. Например, величина I измеряется в количестве квантов излучения, попадающих на единицу поверхности за единицу времени (квант*м^-2*с^-1). Поскольку количество квантов может быть весьма велико, его иногда выражают через величину эйнштейн. 1 эйнштейн = 6,02 * 10²³ квант. Если количество излучения выражено в эйнштейнах, то единицей измерения I будет эйнштейн*м^-2*с^-1. Для перехода от несистемных единиц измерения интенсивности к системной для немонохроматического излучения необходимо знать спектральный состав этого излучения – т.е. знать, как распределяются кванты этого излучения по длинам волн.

· Поток излучения F.

Потоком излучения F называется количество энергии излучения, падающее на всю освещенную (рассматриваемую) поверхность W за единицу времени. Расчет потока излучения, таким образом, требует знания величины поверхности W, через которую он рассчитывается. Расчет F при известных I и W производится по формуле F = I W. Отсюда единицы измерения потока F - Дж*с^-1; квант*с^-1 или эйнштейн*с^-1.

· Доза излучения Е.

Дозой излучения Е называется общее количество энергии излучения, попавшее на рассматриваемую поверхность W за все время действия излучения t. Очевидно, что доза излучения Е = I W t = F t, и будет измеряться в джоулях, квантах или эйнштейнах. На практике чаще указывают не общую дозу действующего излучения Е, а дозу Е_S , приходящуюся на единицу поверхности объекта. Величина Е_S = It = F W ^-1 t и будет измеряться в Дж*м^-2; квант*м^-2 или эйнштейн*м^-2.

---

Дата добавления: 2015-07-25