де I0 - інтенсивність світла, що входить в речовину, Il - інтенсивність світла, що пройшло через речовину, c l - монохроматичний натуральний показник поглинання, що залежить від властивостей середовища, l - товщина шару речовини. Знак (-) показує, що інтенсивність світла зменшується.
Цей закон показує, що інтенсивність світла зменшується в геометричній прогресії, якщо товщина шару зростає в арифметичній прогресії. Показник поглинання залежить від довжини хвилі і концентрації розведеного розчину (Закон Бера).
де c l - натуральний показник поглинання, віднесений до концентрації речовини, відношення називається коефіцієнтом пропускання.
Оптична щільність речовини визначається виразом
З урахуванням наведених вище формул можна записати:
Закон Бугера-Ламберта-Бера лежить в основі концентраційної колориметрії - методу визначення концентрації речовини в забарвлених розчинах зі зміни інтенсивності котрий пройшов розчин світла.
При вимірі концентрації речовини в розчинах на шляху одного з пучків світла ставиться скляна кювету з досліджуваним розчином. Для того щоб врахувати поглинання світла розчинником, на шляху другого пучка ставиться таке ж кювету з чистим розчинником. Кількість рідин в обох кюветах має бути однаковим.
Приклади РІШЕННЯ ЗАДАЧ
При визначенні концентрації розчину кров'яної сироватки проводиться градуювання фотоелектроколориметра. Довжина кювети з розчином 5 см. Визначити натуральний монохроматический показник поглинання розчину, якщо він поглинає 40% входить до нього світлового потоку. Розсіюванням світла і його поглинанням стінками кювети знехтувати.
Відповідно до закону Бугера
З огляду на це (1) можна записати:
Логаріфміруя обидві частини останнього вираження, отримаємо:
Через пластинку з прозорої речовини товщиною l = 4,2 см проходить половина падаючого на неї світлового потоку. Визначити натуральний показник поглинання даної речовини. Розсіюванням світла в пластинці знехтувати; вважати, що 10% падаючої світлової енергії відбивається від поверхні
Відповідно до закону Бугера
де - падаючий світловий потік, - минулий світловий потік, множник 0,9 показує, що 10% падаючого світлового потоку розсіюється. Тоді можна записати:
Логаріфміруя обидві частини останнього вираження, отримаємо:
Яка концентрація розчину, якщо однакова освітленість фотометричних полів була отримана при товщині l1 = 8 мм у еталонного 3% - ного розчину і l2 = 24 мм - у досліджуваного розчину?
Оскільки освітленість фотометричних полів для обох розчинів однакова, можна записати:
рівність (1) можна переписати:
З (4) випливає, що
З (5) знайдемо концентрацію другого розчину:
Коефіцієнт пропускання розчину. Чому дорівнює його оптична щільність D?
Оптична щільність і коефіцієнт пропускання пов'язані співвідношенням
При проходженні світла через шар розчину поглинається 1/3 початкової світлової енергії. Визначити коефіцієнт пропускання і оптичну щільність розчину.
Оскільки коефіцієнт пропускання дорівнює відношенню інтенсивності світла, що пройшло крізь цей розчин, до інтенсивності світла, що падає на нього, то можна записати:
Відповідно до формули зв'язку оптичної щільності і коефіцієнта пропускання можна записати: