Бугера – Ламберта – Бера закон
Буге́ра — Ла́мберта — Бе́ра зако́н — фізичний закон, що визначає експоненційне зменшення інтенсивності монохроматичного світлового променю під час поширення у поглинаючому середовищі.
Історична довідка
Експериментально встановлений П. Бугером 1729, теоретично обґрунтований Й. Г. Ламбертом 1760. Вивчаючи розчини та їхню здатність до поглинання світла, 1852 А. Бер (1825–1863; тепер Німеччина) виявив, що поглинання залежить не тільки від товщини шару матеріалу, але також від концентрації речовини у розчині. Це відкриття дозволило використовувати закон для хімічного аналізу розчинів.
Характеристика
Під час проходження паралельного монохроматичного світлового пучка у поглинаючому середовищі його інтенсивність описується законом Бугера — Ламберта:
де [math]I_0[/math] — інтенсивність пучка, що падає; [math]I(l)[/math] — інтенсивність пучка, ослаблена після проходження шару поглинаючого середовища товщиною [math]l[/math]; [math]α[/math] — коефіцієнт поглинання, який залежить від [math]λ[/math] (довжина хвилі світла): [math]α=α(λ)[/math].
В основу математичного обґрунтування закону поглинання Ламберт поклав припущення про незалежність коефіцієнта поглинання від інтенсивності світла; при цьому відносне зменшення інтенсивності світла [math]dI[/math] на елементарному шляху [math]dl[/math] у поглинаючому середовищі: [math]dI∕I =-αdl[/math]. Інтегрування цього виразу дає закон Бугера — Ламберта. Виконується у надзвичайно широкому діапазоні інтенсивностей світла. Однак за умов надвеликих інтенсивностей, характерних для лазерних пучків, спостерігаються відхилення від Бугера — Ламберта закону (явища насичення поглинання, багатофотонного поглинання — див. Оптика нелінійна).
Частинний випадок поглинання світла у розчинах поглинаючих речовин у прозорих розчинниках описує Бугера — Ламберта — Бера закон:
де коефіцієнт поглинання записують як [math]α=Ac[/math], [math]c[/math] — концентрація поглинаючої речовини, [math]A[/math] — питомий коефіцієнт поглинання, що характеризує взаємодію молекули поглинаючої речовини зі світлом довжиною хвилі [math]λ[/math]. Вираз для коефіцієнта поглинання світла у розчинах [math]α=Ac[/math] справедливий лише у випадку, коли [math]A[/math] не залежить від концентрації (тобто наявність сусідніх молекул не змінює властивостей кожної даної молекули). За умов значних концентрацій вплив сусідніх молекул стає істотним, і Бугера — Ламберта — Бера закон не виконується.
Застосування
Залежність коефіцієнта поглинання від довжини хвилі світла — [math]α(λ)[/math] — називається спектром поглинання речовини. Вимірювання спектрів поглинання лежить в основі багатьох високочутливих методів кількісного та якісного хімічного аналізу, зокрема абсорбційного спектрального аналізу, колориметрії і спектрофотометрії, застосовують для визначення зонної структури напівпровідників і діелектриків, наявності в них дефектів.
Коли [math]A[/math] не залежить від концентрації, Бугера — Ламберта — Бера закон застосовують для визначення концентрації поглинаючої речовини у розчинах.
Закон Бугера — Ламберта — Бера є важливим інструментом у спектроскопії та хімічному аналізі, оскільки дозволяє визначати концентрацію речовин за допомогою вимірювання кількості світла, яке поглинається розчином. Ця залежність використовується у багатьох галузях науки і техніки, включаючи біологію, хімію та медицину. Наприклад, за допомогою цього закону можна точно визначати концентрації білків або інших молекул у розчинах, що є незамінним інструментом у лабораторних дослідженнях.
Література
- Кушнір О., Корчак Ю., Луців-Шумський Л. та ін. Експериментальна оптика. Львів : Львівський національний університет ім. І. Франка, 2009. 465 с.
- Махній В., Березовський М., Кінзерська О. Оптика / За наук. ред. В. П. Махнія. Чернівці : Друк Арт, 2018. 335 с.
Автор
Покликання на цю статтю: Рудько Г. Ю. Бугера – Ламберта – Бера закон // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Бугера – Ламберта – Бера закон (дата звернення: 11.10.2026).
Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 24.01.2025
