ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Спектральные и реальные цвета светопоглощение из "Флуориметрия в химическом анализе минерального сырья " Излучение, состоящее из волн лишь одной длины, называют монохроматическим поток, содержащий излучения с различной длиной волны (в частности белый свет), носит название полихроматического. При прохождении монохроматического потока через какое-либо поглощающее вещество он ослабляется, но сохраняет свой спектральный состав (т. е. свой цвет) независимо от степени поглощения. Мерой ослабления света служат коэффициент пропускания Т и оптическая плотность D. [c.10] В случае твердых поглощающих веществ (например, окрашенных стекол) С постоянно, а е, относят к той единице толщины, в которой выражают й (для стекол обычно к 1 мм). [c.11] Из логарифмированной формы уравнения видно, что для данного вещества оптическая плотность пропорциональна его содержанию в растворе и толщине слоя последнего поэтому при сложении нескольких поглощающих слоев их общая оптическая плотность равна сумме плотностей отдельных слоев. В этом заключается практическое удобство применения оптической плотности при построении графиков и ее преимущество перед коэффициентом пропускания (при использовании последнего для нахождения общего суммарного пропускания нескольких слоев их коэффициенты для каждой длины волны приходится перемножать). [c.11] Подобно поглощению монохроматического света (т. е. без изменения спектрального состава) происходит ослабление полихроматического потока при его прохождении через нейтрально-серое вещество, одинаково поглощающее излучения волн различной длины. Когда же поток белого света проходит через среду, неодинаково поглощающую излучения различной длины волны, то спектральный состав света изменяется и приобретает ту или иную окраску. В зависимости от оптических свойств вещества излучения различной длины волны ослабляются в разной степени, соотношение между ними (вызывающее в глазу ощущение белого цвета) нарушается, и выходящий из среды световой поток становится окрашенным. В этих условиях суммарный коэффициент молярного поглощения вещества, представляющий собой среднее значение коэффициентов поглощения всех монохроматических компонентов потока, не сохраняет постоянного значения, а убывает с возрастанием поглощения раствора (при увеличении концентрации или толщины его слоя). Поэтому перестает соблюдаться пропорциональность между оптической плотностью раствора и содержанием в нем поглощающего вещества [69] концентрация, начиная с которой это явление становится заметным, зависит от спектра поглощения раствора и спектрального состава светового потока. [c.11] Для выделения относительно монохроматических излучений из полихроматического потока служат так называемые светофильтры. Они представляют собой окрашенные среды (стекла, пленки, растворы и др.) с резко ограниченными полосами светопоглощения, которые отфильтровывают (пропускают) из спектра проходящего через них светового потока лишь некоторые определенные области цветных лучей. На рис. 1-1,6 представлен спектр поглощения зелено-голубого светофильтра, полученного сложением (установкой одного за другим) двух растворов — желтого (хромата калия) и синего (нитрата меди). [c.12] Для фотометрических целей такое представление о границе поглощения светофильтров непригодно. В фотоколориметрии было предложено измерять спектральную ширину светофильтра при ординате D=Dq+1,0 [69]. В этом случае за начало области поглощения принимается 90%-ное ослабление светового потока. Однако при флуориметрическом определении весьма малых яркостей свечения (для которых используются высокочувствительные фотоумножители) такая величина поглощения недостаточна. В этих условиях для границы пропускания светофильтра целесообразно принять такую длину волны, при которой излучения ослабляются в 100 раз (т. е. для которой D = = Dq+2] по аналогии с полушириной эту характеристику можно было бы назвать сантишириной ). Тогда при работе со скрещенными светофильтрами (глава II, 1 глава III, 1 и 4) возбуждающее излучение будет ослабляться не менее чем в 10 —10 раз, что практически представляет собой достаточно полное поглощение. Соответственно такой границе пропускания схематическая полоса спектрального поглощения светофильтра представлена на рис. 1-1 внизу. [c.13] Следует иметь в виду, что воспринимаемые глазом реальные окраски различных веществ всегда являются цветами сложными, и по спектральному составу они значительно отличаются от семи простых цветов спектра. На рис. 1-2 отмечены области длин волн, вызывающие ощущение этих окрасок, и представлены схематически полосы поглощения типичных анилиновых красителей наиболее чистых цветов [66, 67]. Эти данные являются средними значениями из 10—20 спектральных характеристик красителей, приводимых в руководствах по изготовлению светофильтров [3, 19, 59, 91], как наиболее пригодные для этой цели по чистоте своих цветов. На рис. 1-2 видно, что спектры пропускания всех окрашенных растворов не имеют резкой границы поглощения и, кроме тех, которым они соответствуют по цвету, в большей или меньшей степени пропускают и ряд других излучений. [c.13] Окраски, получаемые в результате вычитания некоторых участков спектра из белого света, называют субстрактивными такие окраски возникают при процессах светопоглощения. Цвета, образующиеся в результате взаимного наложения излучений нескольких цветов, носят название аддитивных они наблюдаются при испускании света, в частности в явлениях флуоресценции. Цвета, дающие при попарном аддитивном сложении белый свет, называются дополнительными. Таковы пары — фиолетово-синий и желтый, зеленый и пурпурный, оранжево-красный и голубой каждый из них дополняет второй цвет до полного спектра видимого света. По той же причине суммарный цвет поглощенных веществом излучений является дополнительным к окраске прошедшего через него светового потока. Очевидно, что при последовательном вычитании из белого света двух дополнительных цветов (т. е. при их субстрактивном сложении) получается черная окраска (полное поглощение света). [c.15] Для ориентировочного представления об относительной энергии излучений различной длины волны в нижней части рис. 1-2 указаны соответствующие им волновые числа, частоты и энергия квантов в кгкал1моль и в эв, схематически представлено действие различных излучений на двухатомную молекулу (черные точки изображают электроны, а круги — атомы в молекуле) [17]. Поглощение в ближней инфракрасной области сдвигает атомы из их нормального положения и заставляет колебаться в различных плоскостях внутри молекулы, но не затрагивает непосредственно ее электронных орбит. Энергия фотонов видимой части спектра больше, чем инфракрасной, вследствие чего при их поглощении веществом смещаются внешние ( оптические ) электроны молекулы, и она переходит в возбужденное состояние. В энергетически более богатой ультрафиолетовой области поглощение квантов ведет к еще большему смещению электронов при этом во многих веществах возможен их отрыв и фотохимическое разложение поглощающей молекулы. [c.15] Вернуться к основной статье