Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Экстинкция
Ослабление пучка света, распространяющегося в веществе, за счет совместного действия поглощения и рассеяния света

Анимация

Описание

Экстинкция (от лат. exstinctio — гашение), ослабление пучка света при его распространении в веществе за счёт совместного действия поглощения света и рассеяния света. В общем случае ослабление пучка с начальной интенсивностью I0 может быть рассчитано по закону Бугера—Ламберта—Бера

где l — толщина поглощающего вещества, а β = α + ρ показатель экстинкции (показатель ослабления), равный сумме показателя поглощения α и показателя рассеяния ρ. Показатель экстинкции имеет размерность обратной длины (м-1, см-1). Как правило, показатели и коэффициенты экстинкции различны для разных длин волн света.
Нередко коэффициент экстинкции однородного вещества оказывается пропорциональным его плотности , а коэффициент экстинкции раствора — пропорциональным его концентрации С (закон Бера). В обоих случаях определяют удельный коэффициент экстинкции. По определению

 
Здесь ρ – плотность тела, а С— концентрация.
 О законе Бера и измерении удельного коэффициента экстинкции
рис.1
Экстинкция, имеющая место в единичном достаточно большом кристалле в отсутствии поглощения, получила название первичной. В идеальном кристалле, отражающие плоскости которого строго параллельны, лучи, рассеянные плоскостями некоторого семейства под углом π, будут падающими под углом скольжения π/2 по отношению к обратной стороне других плоскостей того же семейства, и поэтому вновь будет происходить отражение. Дважды отраженная волна по направлению совпадает с первичной, но отстает от нее по фазе на π. Вследствие этого амплитуда результирующей волны будет равна разности амплитуд первичной и дважды отраженной волн. Таким образом, амплитуда падающей волны по мере распространения в глубь кристалла будет уменьшаться, и верхние плоскости будут как бы экранировать нижние. Ослабление такого типа называют первичной экстинкцией
Двойное отражение рентгеновских лучей, вызывающее первичную экстинкцию
рис.2
Луч А0А, отражаясь от плоскости р–р под углом θ в направлении АВ, отражается под тем же углом от обратной стороны плоскости q–q. Рассеянный таким путем в точке В луч совпадает по направлению с падающим лучом ВoСВ, уменьшая его интенсивность вследствие отличия по фазе.
Формально первичную экстинкцию можно трактовать как увеличение линейного коэффициента поглощения при прохождении кристалла через отражающее положение, так как в области углов существования интерференционного максимума интенсивность падающего пучка уменьшается не только за счет фотоэлектрического поглощения, но и за счет перекачки энергии в отраженную волну.
Важным параметром при описании рассеяния на различных телах является сечение экстинкции, определяемое как отношение мощности, теряемой в результате рассеяния и диссипации, к величине вектора Пойнтинга падающей плоской волны:
Сечение экстинкции зависит от значения элементов S-матрицы рассеяния:
 

 

 

 

Ключевые слова

 

Разделы наук

 

Применение эффекта

Многие молекулы поглощают свет в видимой или ультрафиолетовой области спектра. Коэффициент экстинкции зависит, как было указано выше, от типа вещества и длины волны. Это свойство можно использовать для определения концентраций. Величина поглощения зависит от типа и концентрации вещества, а также от длины волны используемого света. Поэтому применяют монохроматический свет, то есть свет определенной длины волны, который можно выделить из белого света с помощью монохроматора. Монохроматический свет интенсивности I0 проходит через прямоугольную ячейку из стекла или кварца (кювету), в которой находится раствор поглощающего вещества. Интенсивность I выходящего света, ослабленного поглощением, измеряется с помощью детектора. Закон Ламберта–Бера гласит, что коэффициент экстинкции пропорциональна концентрации (с) вещества и толщине (d) слоя раствора.
Измерение концентрации по поглощению. 1 – белый свет; 2 – монохроматический свет, интенсивностью I; 3 – монохроматический свет интенсивностью I; поглощение света.
рис.1
 

 

Реализации эффекта

К определению коэффициента экстинкции (а) и измерению этого коэффициента в толстых слоях
рис.1
На рис. 1 изображен пучок параллельных лучей, идущих к измерителю излучения. На пути пучка попеременно помещают один из двух слоев различной толщины (x1 и х2) одного и того же вещества. Разность толщин dx=x1-x2 выбирается малой сравнительно с толщиной слоя x1. Показания α измерителя излучения дают относительную величину световой мощности доходящей до измерителя.
Коэффициент экстинкции определяется по формуле
где d толщина слоя.
Измерение больших коэффициентов экстинкции (β >104 мм-1) затруднительно. Оно требует применения очень тонких слоев. В них возникает интерференция и, кроме того, их отражательная способность начинает зависеть от толщины слоя. Эти затруднения преодолевают, применяя следующий способ: сначала измеряют отношение падающей мощности к мощности, пропускаемой слоем как функцию толщины слоя d. Затем строят график зависимости lg(I1/I2) от d. При этом для больших значений
мощности получают прямую линию. Ее наклон равен искомому коэффициенту экстинкции.


 

 

Литература

1. Вагнер В.Г. Химическая Физика, 2004, том 23,№9.

2. Поль Р.В. Оптика и атомная физика. М.:Наука, 1966.

3. Прохоров А.М. Физическая энциклопедия М.: Большая Российская энциклопедия. Т.5

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина