一束单色光穿过均匀吸收介质,若介质浓度和厚度都不变,仅把入射光强增大到原来的 2 倍,透射光强将如何变化?
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也称:朗伯-贝尔定律
朗伯–贝尔定律用入射光强、吸收系数、介质浓度和厚度按指数关系算出透射光强,从而把光强衰减转换为浓度或厚度信息。
当一束强度为 的光穿过厚度为 的均匀吸收介质时,透射光强 随介质厚度和吸收物质浓度按指数规律衰减,即
式中: 为入射(吸收前)光强, 为透射(吸收后)光强,单位与所选光强量一致(如光通量用流明,辐照度用瓦每平方米等); 为吸收系数,表征单位浓度、单位厚度介质的吸收能力; 为吸收介质的浓度; 为光穿过的介质厚度。 为无量纲的吸收指数,因此 的量纲随 的定义方式而定。
光在介质中传播时,部分能量被介质分子吸收并转化为其他形式能量,使透射光强减弱。介质越厚、吸收物质浓度越高,光被吸收的概率越大,透射光强越小。该式描述的是均匀介质、单色光、无散射或散射可忽略条件下的吸收衰减规律。
当介质厚度 固定、吸收系数 已知时,透射光强 只随浓度 变化。通过光电探测器测出 ,并与入射光强 比较,即可反推浓度。对公式取对数可得
因此 与浓度 成正比,这是吸收式浓度测量的基本关系。若浓度固定,也可由透射光强变化反推介质厚度,用于透明薄膜厚度等测量。
该定律适用于均匀、非散射介质中的单色光吸收;若介质不均匀、存在明显散射或入射光非单色,则需修正或改用其他模型。实际检测中,吸收系数 与波长有关,因此应选择被测物质有特征吸收的波长,并尽量避开干扰组分的吸收带。
教材式10-3写
c为介质浓度,l为光程,μ为本式配合浓度定义的吸收系数。与课件αd对应可令d=l、α=μc,但μ与α单位和含义不同,不能把浓度再乘到已含浓度的α上。若c为无量纲比例,则μ可用m^-1;若c用其他浓度单位,μ须使μcl仍无量纲。
只有在相应波段、介质、温压与浓度范围近似满足该系数模型时,才能据-ln(I/I₀)/(μl)反演c;参考强度和零点/干扰需实际校准。
基础测试统一使用选择题,先确认概念、定义和关键判断是否扎实。
一束单色光穿过均匀吸收介质,若介质浓度和厚度都不变,仅把入射光强增大到原来的 2 倍,透射光强将如何变化?
在朗伯–贝尔定律 中, 这一乘积的量纲是什么?
用吸收法测某气体浓度时,若被测气体旁边还有一种气体在同一波段也有明显吸收,最合理的处理方式是?
暂无引用。