Поглощение и абсорбция: количественное определение и применение.
Absorbance
Поглощение (Absorbance): определение, формула (логарифм отношения мощностей). Измерение ослабления излучения в образце, включая поглощение, отражение и рассеяние.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Логарифм отношения интенсивности падающего и прошедшего излучения через образец – количественное выражение.
Logarithm of ratio of incident to transmitted radiant power through a sample
a quantitative expression
Поглощение определяется как «логарифм отношения интенсивности падающего и прошедшего излучения через образец (исключая влияние на клеточные стенки)». Этот термин широко используется в различных технических областях для количественной оценки результатов экспериментальных измерений. Хотя изначально термин применялся для количественной оценки поглощения света, он часто смешивается с количественной оценкой света, который «теряется» в детекторах из-за других механизмов. Общим для всех этих применений является то, что они относятся к логарифму отношения количества света, падающего на образец или материал, к количеству света, зарегистрированному детектором после взаимодействия с образцом. Термин «поглощение» относится к физическому процессу поглощения света, в то время как поглощение не всегда измеряет только поглощение; оно может измерять ослабление (прошедшего излучения), вызванное поглощением, а также отражением, рассеянием и другими физическими процессами. Иногда для подчеркивания того, что излучение теряется из пучка в результате процессов, отличных от поглощения, используются термины «аттенюация» или «экспериментальное поглощение», а термин «внутреннее поглощение» используется для подчеркивания того, что были внесены необходимые поправки для устранения влияния явлений, отличных от поглощения, разделяя его на коэффициент рассеяния и коэффициент поглощения, получая.
Absorbance is defined as "the logarithm of the ratio of incident to transmitted radiant power through a sample (excluding the effects on cell walls)". The term is used in many technical areas to quantify the results of an experimental measurement. While the term has its origin in quantifying the absorption of light, it is often entangled with quantification of light which is “lost” to a detector system through other mechanisms. What these uses of the term tend to have in common is that they refer to a logarithm of the ratio of a quantity of light incident on a sample or material to that which is detected after the light has interacted with the sample. The term absorption refers to the physical process of absorbing light, while absorbance does not always measure only absorption; it may measure attenuation (of transmitted radiant power) caused by absorption, as well as reflection, scattering, and other physical processes. Sometimes the term "attenuance" or "experimental absorbance" is used to emphasize that radiation is lost from the beam by processes other than absorption, with the term "internal absorbance" used to emphasize that the necessary corrections have been made to eliminate the effects of phenomena other than absorption. , separating it into a scattering coefficient and an absorption coefficient , obtaining
Если размер детектора значительно меньше расстояния, пройденного светом, любой свет, рассеянный частицей в прямом или обратном направлении, не достигнет детектора. (Бугер изучал астрономические явления, поэтому это условие выполнялось.) В этом случае график зависимости от длины волны покажет суперпозицию эффектов поглощения и рассеяния. Поскольку вклад поглощения более выражен и обычно проявляется на фоне рассеяния, он часто используется для идентификации и количественной оценки поглощающих веществ. Следовательно, это часто называют абсорбционной спектроскопией, а отображаемая величина называется «поглощением» и обозначается как. В некоторых областях по соглашению используется декадическое (основание 10) поглощение вместо натурального (неперова) поглощения, что приводит к: (где индекс 10 обычно не указывается).
If a size of a detector is very small compared to the distance traveled by the light, any light that is scattered by a particle, either in the forward or backward direction, will not strike the detector. (Bouguer was studying astronomical phenomena, so this condition was met.) In such case, a plot of as a function of wavelength will yield a superposition of the effects of absorption and scatter. Because the absorption portion is more distinct and tends to ride on a background of the scatter portion, it is often used to identify and quantify the absorbing species. Consequently, this is often referred to as absorption spectroscopy, and the plotted quantity is called "absorbance", symbolized as Some disciplines by convention use decadic (base 10) absorbance rather than Napierian (natural) absorbance, resulting in: (with the subscript 10 usually not shown).
Поглощение для нерассеивающихся образцов
В однородной среде, такой как раствор, рассеяния не наблюдается. В этом случае, подробно исследованном Августом Биром, концентрация поглощающего вещества вносит линейный вклад в поглощение, аналогичный вкладу длины оптического пути. Кроме того, вклады отдельных поглощающих веществ являются аддитивными. Это очень благоприятная ситуация, благодаря которой абсорбция стала предпочтительной метрикой поглощения по сравнению с долей поглощения (абсорбцией). Именно для этого случая впервые был использован термин "абсорбция". Распространенное выражение закона Бира связывает ослабление света в материале следующим образом: , где – абсорбция; – молярный коэффициент ослабления или поглощающая способность ослабляющего вещества; – длина оптического пути; и – концентрация ослабляющего вещества.
Within a homogeneous medium such as a solution, there is no scattering. For this case, researched extensively by August Beer, the concentration of the absorbing species follows the same linear contribution to absorbance as the path length. Additionally, the contributions of individual absorbing species are additive. This is a very favorable situation, and made absorbance an absorption metric far preferable to absorption fraction (absorptance). This is the case for which the term "absorbance" was first used. A common expression of the Beer's law relates the attenuation of light in a material as: , where is the absorbance; is the molar attenuation coefficient or absorptivity of the attenuating species; is the optical path length; and is the concentration of the attenuating species.
Поглощаемость для рассеивающих образцов
Для образцов, рассеивающих свет, поглощение определяется как "отрицательный логарифм единицы минус коэффициент пропускания (доля поглощенного света: ) измеренного на однородном образце". Это может быть обозначено как Если образец одновременно пропускает и отражает свет и не является люминесцентным, то доля поглощенного, отраженного и пропущенного света в сумме равна 1: Следует отметить, что , и формула может быть записана как Для образца, который не рассеивает свет, , и , что приводит к формуле поглощения материала, обсуждаемой ниже. Хотя эта функция поглощения очень полезна для рассеивающих образцов, она не обладает такими же желательными свойствами, как для образцов, не рассеивающих свет. Тем не менее, существует характеристика, называемая поглощательной способностью, которую можно оценить для таких образцов. Поглощательная способность единицы толщины материала, составляющего рассеивающий образец, равна поглощению той же толщины материала в отсутствие рассеяния.
For samples which scatter light, absorbance is defined as "the negative logarithm of one minus absorptance (absorption fraction: ) as measured on a uniform sample". this may be symbolized as If a sample both transmits and remits light, and is not luminescent, the fraction of light absorbed , remitted , and transmitted add to 1: Note that , and the formula may be written as For a sample which does not scatter, , and , yielding the formula for absorbance of a material discussed below. Even though this absorbance function is very useful with scattering samples, the function does not have the same desirable characteristics as it does for non scattering samples. There is, however, a property called absorbing power which may be estimated for these samples. The absorbing power of a single unit thickness of material making up a scattering sample is the same as the absorbance of the same thickness of the material in the absence of scatter.
Оптическая
В оптике абсорбция, или декадическая абсорбция, — это десятичный логарифм отношения интенсивности падающего излучения к интенсивности прошедшего излучения через вещество, а спектральная абсорбция, или спектральная декадическая абсорбция, — это десятичный логарифм отношения интенсивности падающего спектрального излучения к интенсивности прошедшего спектрального излучения через вещество. Абсорбция является безразмерной величиной и не выражается в единицах длины, хотя она монотонно возрастает с увеличением длины пути и стремится к нулю при уменьшении длины пути до нуля.
In optics, absorbance or decadic absorbance is the common logarithm of the ratio of incident to transmitted radiant power through a material, and spectral absorbance or spectral decadic absorbance is the common logarithm of the ratio of incident to transmitted spectral radiant power through a material. Absorbance is dimensionless, and in particular is not a length, though it is a monotonically increasing function of path length, and approaches zero as the path length approaches zero.