LEGEA LUI BEER

LEGEA LUI BEER

Coeficientul de absorbtie mn este direct proportional cu concentratia ni a microparticulelor absorbante (numarul de particule din unitatea de volum de substanta aflate in starea energetica Ei).

n = numarul total de particule din unitatea de volum (indiferent de starea energetica in care se afla) si      fi =ni / n. Atunci expresia coeficientului de absorbtie devine:

unde φv este o marime independenta de concentratie in conditii obisnuite:

v se numeste sectiunea transversala eficace pentru absorbtia fotonului.

v depinde de natura substantei (deoarece depinde de probabilitatea de tranzitie de absorbtie si de gradul de degenerare a nivelelor energetice) si de frecventa radiatiei incidente.

Concentratia n reprezinta numarul total de microparticule din unitatea de volum, deci se exprima in cm-3. Atunci deducem ca unitatea de masura a sectiunii transversale este cea a unei suprafete , dupa cum ii arata si numele.

Sensul fizic al acestei marimi se poate deduce inlocuind in relatia

coeficientul de absorbtie cu relatia sa de definitie:     

Sectiunea transversala eficace pentru absorbtia fotonului este fractiunea de radiatie absorbita intr-un strat de substanta de grosime dx si avand o sectiune transversala egala cu unitatea.

Putem interpreta sectiunea transversala eficace ca probabilitatea ca un foton sa fie absorbit de catre una din cele n dx particule aflate in stratul dx:

Inlocuind coeficientul de absorbtie in legea atenuarii radiatiei prin substanta cu expresia dedusa in

obtinem:

Legea lui Beer arata ca la trecerea unei radiatii printr-un mediu absorbant, intensitatea fascicolului transmis creste direct proportional cu intensitatea radiatiei incidente si scade exponential odata cu cresterea concentratiei substantei sau a grosimii stratului de substanta strabatut.

Atenuarea depinde de :

frecventa radiatiei incidente

natura substantei.

Legea lui Lambert: intensitatea fasciculului transmis de mediu creste direct proportional de intensitatea radiatiei incidente si scade exponential cu distanta strabatuta de radiatie prin proba.

Beer a reluat cercetarile lui Lambert, extinzandu-le pentru medii lichide si descoperind legea care ii poarta numele.

In practica spectroscopica, aplicarea legii lui Beer presupune folosirea rapoartelor denumite transmisie procentuala si respectiv absorbtie procentuala.

Principalul dezavantaj al exprimarii atenuarii prin intermediul acestor marimi il constituie lipsa aditivitatii : daca un o proba de grosime x conduce la o transmisie T si o absorbtie A, o proba din aceeasi substanta, de grosime 2x, nu conduce la o transmisie T/2 sau o absorbtie 2A.

Lucrul cu logaritmi naturali este mai incomod, de aceea in practica spectroscopica se opereaza cu logaritmi zecimali, exprimand legea atenuarii ca:

E = extinctia sau densitatea optica.

Utilizarea extinctiei prezinta avantajul aditivitatii: mai multe straturi absorbante de extinctii E1, E2 , .., En , se comporta ca un singur strat de extinctie.

Legea lui Beer se scrie functie de extinctie sub forma: