Буге право. Един от законите на поглъщане на светлината е законът, в резултат Bouguereau.
Да предположим, че светлината преминава през дебелината на слоя г вещество. светлинен интензитет I0 да вещества входа, изход - Id (Фигура 1). Вземете произволна дебелина на слоя DX. Отслабването на светлинния интензитет в този слой е обозначен с ди, чиято стойност зависи от дебелината на слоя г и интензитета на светлината I, инцидента на този слой:
където к - естествен коефициент на абсорбция, която зависи от абсорбиращата среда, и дължината на вълната на светлината и е независим (в определени граници) на интензитета на светлината.
Знакът "-" показва намаляване на интензивност, когато светлината преминава през дадено вещество.
За правото Bugera състои решаване на диференциално уравнение.
Интегрирането на двете страни и да замени границите на интеграция:
Обобщавайки лявата страна в рамките на Общата логаритъм:
Графично представлява Bouguer право степен (Фигура 2)
Като се има предвид зависимостта на к от дължината на вълната на светлината формула право л Bouguer под формата:
където K # 955; - индекс монохроматичен абсорбция светлина.
Буге-Ламбер-Бира право. За да се извлече закона на Буге-Ламберт, ще се въведе понятието за ефективно усвояване напречно сечение и на молекулата.
Ефективно абсорбция напречно сечение на молекулата се нарича определена област около молекулата. Когато ударен от фотона е неговото улавяне молекула, т.е. абсорбция случи.
Нека светлинен интензитет I0 е инцидент перпендикулярно на страничната повърхност на правоъгълен паралелепипед с площ S (фиг. 3). В изходния слой дебелина г интензитет на Id. На правоъгълен паралелепипед изолират дебелина DX. обемът на този слой ще бъде равна на S · DX. Концентрацията на молекули в обема на паралелепипед е обозначен с п. тогава броят на молекули в слой г х е равно на п · S · DX. Общата площ на ефективното напречно сечение на молекулите на този слой е равен и · N · S · DX. т.е. ако фотон попада в тази област, ще бъдат уловени от процеса на абсорбция молекула случва.
Следователно, вероятността от единичен фотон взаимодействие с молекулите на избрания слой е равен на:
Това означава, че промяна дестил интензивност по отношение на интензитета на светлината I. инцидент на DX на дебелината на слоя. Тя ще бъде пропорционално на вероятността, че е настъпило процеса на усвояване
Ние интегрираме двете страни:
Да приемем, че молекулите са абсорбиращи вещество в разтворител, който не абсорбира светлина.
където - коефициент на абсорбция природен моларен равни. т.е. това е общата ефективна абсорбция напречното сечение на всички молекули на един мол от разтворено вещество (физически смисъл).
Като се има предвид правото на Буге-Ламберт приема следния вид:
На практика, правото на Буге-Ламберт използва, както следва:
където - коефициент на моларна абсорбция:
За да се премахне зависимостта на дължината на вълната на светлината се въвежда L монохроматичен Моларен абсорбционен коефициент, тогава:
Пропускливостта и абсорбцията на разтворите. Отношението на интензивност изход светлина Id веществото I0 на интензитета на входа се нарича пропускливост т.
Логаритъм на реципрочната стойност на пропускливост се нарича оптичната плътност на разтвор D:
Въз основа на закона на методи Lambert-Буге-бира са били разработени за определяне на концентрацията на вещества в цветните решения (концентрация колориметрия).
В зависимост нарича абсорбционен спектър на материала. Те са източници на информация за състоянието за структурата на материята и нивата на енергия от атоми и молекули.
Разсейването на светлината. Процесът на разсейване на светлината е във всички посоки на огъване на преминаването на светлинен лъч през оптически нехомогенни среда.
Съгласно оптично нехомогенни среда се разбира прозрачни за светлина, средата примесени с области, които имат различен коефициент на пречупване в сравнение със средата. Има три вида нехомогенности: малки, та метод работи за определяне на концентрацията на вещества от разтвори на багрилото (концентрация на граница разтвор Esky opredelnie среда, голям.
Rayleigh е установено, че в случай на малки нередности (дим, мъгла, суспензии, емулсии), както и молекулно интензитет разсейване на разсеяна светлина е обратно пропорционален на дължината на вълната на светлината на четвърта степен л (право Rayleigh е):
За средни среда размер:
За груби среда:
Светлината намаляване интензивността в резултат на разсейване, както и в усвояването, описан от експоненциална функция:
където m - естествената скоростта на разсейване.
Процесите на абсорбция и разсейване на светлината са в същото време. Като се има предвид двата процеса намаляват в светлинния интензитет се определя от следната функция:
Фото-биологични процеси. Чрез photobiological процеси включват, като се излиза от светлина абсорбцията на един и завършва bioobjects специфичен физиологичен отговор на тялото. Разграничаване между отрицателните и положителните фото-биологични процеси.
Отрицателните фото-биологични ефекти при хора и животни са два вида:
1. фототоксична ефект причинява увреждане на кожата или очите, не е придружено от алергични реакции, се проявява под формата на еритема, едема, пигментация, помътняване и т.н.
2. фотоалергични ефект включва първичен имунен механизъм.
Положителните ефекти photobiological включват:
- Vision.
- Photoperiodism - е регулирането на дневни и годишни цикли на човешкия живот чрез цикличен излагане на светлина - тъмнината. Процесът е под влиянието на видимата светлина. Photoperiodic рецептори в човешкото око са.
- Получаване на витамин D провитамини под действието на ултравиолетова радиация.
Фото-биологични процеси могат да бъдат разделени на няколко етапа:
1. абсорбцията на фотон.
2. вътрешномолекулни енергия обменните процеси.
3. междумолекулните енергия трансфер възбудено състояние.
4. Основната фотохимично акт.
5. тъмни първични фотохимични преобразуване продукти резултати в образуването на стабилни продукти.
6. биохимични реакции, включващи фотопродукти.
7. общ физиологичен отговор на светлина.
Биофизика учи само първите четири процеси и частично тъмните процеси, непосредствено след първична фотохимично акт.
Photobiological спектри действие. Photobiological спектър на действие се нарича зависимост photobiological ефект от дължината на вълната на светлината.
Помислете за един от видовете действия на photobiological спектър. Нека клетка, изложени на светлина интензивност I0 на. на изхода от клетката светлинния интензитет I. Дебелината на клетката е обозначен с л. Кюветата се разрежда ензимен разтвор с концентрация от п.
В резултат на процеса на абсорбция, N ензимната концентрация в разтвора ще намалее, следователно, може да се напише уравнение:
където - напречното сечение на поглъщане на ензима;
- скорост на изменение на концентрацията на ензима;
- квантов добив на фотохимични реакции;
Знак "-" показва намаляване на концентрацията с времето.
Ние сме решаване на диференциалното уравнение на I-ти ред с разделящи се променливи:
където n0 - начална концентрация ензим в разтвор (при време Т = 0)
I0 работи в момента тон. - доза облъчване, SX - ефективното напречно сечение на молекулата за фотохимично превръщане.
Заместването на тези параметри (и D и) за получаване на уравнение, получен по-горе:
За да се определи SX изобразени стойност SX определя наклона на правата линия (фигура 5).
Фиг. 4. Зависимостта на доза от ензим инактивиране.
Когато са изложени на ултравиолетова светлина върху бактериите, беше установено, че смъртта на крива бактерии има максимум при 265 нанометра, и че формата на кривата е много подобен на спектъра на абсорбция на нуклеинови киселини. Следователно, беше направено заключението, че смъртта на бактерии под действието на ултравиолетова радиация, свързани с увреждане на нуклеинови киселини.