ПОГЛОЩЕНИЕ


ПОГЛОЩЕНИЕ
ПОГЛОЩЕНИЕ

СВЕТА - уменьшениеинтенсивности оптич. излучения при прохождении через к.-л. среду за счётвзаимодействия с ней, в результате к-рого световая энергия переходит вдр. виды энергии или в оптич. излучение др. спектрального состава. Осн. <законом П. с., связывающим интенсивность I пучка света, прошедшегослой поглощающей среды толщиной l с интенсивностью падающего пучка I0,является закон Бугера 15060-1.jpgНе зависящий от интенсивности света коэф.15060-2.jpgназ. показателем поглощения, причём 15060-3.jpgкак правило, различен для разных длин волн 15060-4.jpgЭтот закон был экспериментально установлен П. Бугером (P. Bouguer, 1729)и впоследствии теоретически выведен И. Ламбертом (J. Н. Lambert, 1760)при очень простых предположениях, что при прохождении любого слоя веществаинтенсивность светового потока уменьшается на определённую долю, зависящуютолько от 15060-5.jpgи толщины слоя l, т. е. dI/l=15060-6.jpgРешением этого ур-ния и является Бугера - Ламберта - Бера закон. Физ. <смысл его состоит в том, что сам процесс потери фотонов пучка в среде, <характеризуемый 15060-7.jpgне зависит от их плотности в световом пучке, т. е. от интенсивности света, <и от толщины поглощающего слоя l. Это справедливо при не слишкомбольших интенсивностях излучения (см. ниже).
Зависимость 15060-8.jpgот длины волны света 15060-9.jpgназывается спектром поглощения вещества. Спектр поглощения изолир. атомов(напр., разреженные газы) имеет вид узких линий, т. е.15060-10.jpgотличен от нуля только в нек-рых узких диапазонах длин волн (сотые - тысячныедоли нм), соответствующих частотам собств. колебаний электронов внутриатомов. Спектр поглощения молекул, определяемый колебаниями атомов в них, <состоит из существенно более широких областей длин волн (т. н. полосы поглощения, <десятые доли - сотни нм; см. Молекулярные спектры). Поглощение твёрдыхтел характеризуется, как правило, очень широкими областями (сотни и тысячинм) с большим значением 15060-11.jpg; качественно это объясняется тем, что в конденснр. средах сильное взаимодействиемежду частицами приводит к быстрой передаче всему коллективу частиц энергии, <отданной светом одной из них.
Качеств. картина процессов взаимодействияизлучения с веществом, происходящих на атомном уровне и приводящих к П. <с., может быть получена в рамках квазиклассич. подхода. В основе его лежитмодель, рассматривающая атомы как совокупность гармонич. осцилляторов: электроны в атомах (молекулах) колеблются около положения равновесия. <Такая модель приемлема для разреженных газов и паров металлов, где можноне учитывать влияния соседних атомов. Для жидких и твёрдых тел такая модельнепригодна, т. к. поведение электронов, определяющих оптич. свойства атома, <резко меняется под действием полей соседних атомов.
Спонтанное испускание атомов осцилляторноймодели соответствует свободным (затухающим) колебаниям электронов. Собств. <частоты этих колебаний vnm задаются 2-м постулатом Бора:15060-12.jpgгде 15060-13.jpg и 15060-14.jpg- уровни энергии атома, между к-рыми совершается квантовый переход с испусканиемсвета на частоте vnm.
При распространении в среде света, падающегона неё извне, колебания электронов в атомах носят вынужденный характери совершаются с частотой падающей световой волны. При таком подходе П. <с. связывается с потерями энергии волны на вынужденные колебания электронов.(Энергия, поглощённая атомом, может переизлучаться или переходить в др. <виды энергии.) Световое поле 15060-15.jpgпадающее на среду, вызывает колебания электронов, описываемые ур-нием

15060-16.jpg

Здесь т0 и е0- масса и заряд электрона, х - его смещение от положения равновесия,15060-17.jpg15060-18.jpg- коэф., характеризующий затухание. Первый член в (1) описывает силу инерции, <второй -15060-19.jpg- тормозящую силу, пропорц. скорости колебат. движения электрона и обусловливающуюзатухание его колебаний (аналогичную силе трения), третий член - упругуюсилу, пропорц. смещению электрона от положения равновесия; правая частьур-ния (1) - вынуждающая сила. Решение этого ур-ния

15060-20.jpg

при ненулевом 15060-21.jpgесть величина комплексная, что и свидетельствует о поглощении энергии волныатомом. При комплексной связи вынуждающей силы и отклонения электрона комплекснымиоказываются, соответственно, и интегральные величины: диэлектрич. проницаемость 15060-22.jpg(15060-23.jpg - проводимость,15060-24.jpg- веществ, часть диэлектрич. проницаемости) и показатель преломления 15060-25.jpgМнимая часть величины 15060-26.jpgпрямо связана с характеристикой поглощающих свойств среды - показателемпоглощения 15060-27.jpg:15060-28.jpg15060-29.jpgВеличина 15060-30.jpgявляющаяся, как и 15060-31.jpgф-цией длины волны, наз. главным показателем поглощения. Введение комплексныхвеличин 15060-32.jpgи 15060-33.jpg позволилоприменить формальное описание, разработанное для прозрачных сред, и к поглощающимсредам. Именно с поглощением света связана аномальная дисперсия, к-раяимеет место внутри полосы поглощения (см. Дисперсия света).
При рассмотрении П. с. с квантовой точкизрения вводится такая характеристика энергетич. уровней, как населённостьуровня Nn,m - число атомов, находящихся в данном энергетич. <состоянии. В этом случае выражение для 15060-34.jpgможет быть представлено в виде

15060-35.jpg

где разность населённостей уровней п и т 15060-36.jpgNm- (gm/gn)Nn (здесь gm и gn - статистич. веса заселённости уровней). Зависимость 15060-37.jpgот разности частот 15060-38.jpg-15060-39.jpg наз. <контуром линии поглощения. В рассмотренном классич. приближении шириналинии поглощения на уровне 0,5 от максимума 15060-40.jpgЭто т. н. естеств. ширина линии. В реальных средах имеется ряд причин, <увеличивающих ширину линии поглощения, иногда во много раз. Гл. причинойуширения линии поглощения в газах служит эффект Доплера, возникающий вследствиебеспорядочного движения атомов (см. Уширение спектральных линий).
При спец. условиях возбуждения возможнат. н. инверсная населённость, когда 15060-41.jpgт. е. когда населённость верхнего уровня больше населённости нижнего. Вэтом случае, как видно из (2), меняет знак и показатель поглощения 15060-42.jpg- среда характеризуется т. н. отрицательным поглощением. Свет, проходящийчерез такую среду, не ослабляется, а, наоборот, усиливается. Среды, в к-рыхвозможно создание (тем или иным способом) инверсной населённости уровней, <используются для создания лазеров и усилителей света.
Поскольку поглощение фотона приводит кпереводу атома с нижнего уровня на верхний, то процесс поглощения влияетна заселённость энергетич. уровней. При обычно наблюдаемых интенсивностяхсвета количество поглощаемых фотонов намного меньше числа поглощающих атомов, <поэтому 15060-43.jpgне зависит от интенсивности света. Соответственно, не зависит от неё и 15060-44.jpgОднако, если интенсивность падающего на среду света достаточно велика, <то в возбуждённое состояние может перейти значит. доля поглощающих атомов. <Это приведёт к тому, что и 15060-45.jpgи 15060-46.jpgбудутзависеть от интенсивности света - возникнет т. н. нелинейное поглощение. <В этом случае закон Бугера перестаёт быть справедливым. В пределе, приочень высокой интенсивности падающего света, населённости верх. и ниж. <уровней выравниваются и среда перестаёт поглощать свет - просветляется, <т. е. свет проходит через такую среду, вообще не испытывая поглощения (см. Самоиндуцированнаяпрозрачности).
При очень высокой интенсивности светавозможна и ещё одна особенность П. с. - многофотонное поглощение, когдав одном акте одновременно поглощается несколько (i )фотонов меньшихчастот при условии 15060-47.jpg
П. с. используется в разл. областях наукии техники. Так, на нём основаны мн. особо высокочувствительные методы количеств. <и качеств. хим. анализа, в частности абсорбционный спектральный анализ, <спектрофотометрия, колориметрия. Вид спектра П. с. удаётся связатьс хим. структурой вещества, по виду спектра поглощения можно исследоватьхарактер движения электронов в металлах, выяснить зонную структуру полупроводникови мн. др.

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 5изд., М., 1976; Соколов А. В., Оптические свойства металлов, М., 1961;Ельяшевич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М., 1962; КоролёвФ. А., Теоретическая оптика, М., 1966; Борн М., Вольф Э., Основы оптики, <пер. с англ., 2 изд., М., 1973.

А. П. Гагарин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Синонимы:

Смотреть что такое "ПОГЛОЩЕНИЕ" в других словарях:

  • ПОГЛОЩЕНИЕ — (absorption) Совокупные расходы на реальные товары и услуги; затраты на потребление, инвестиции и государственные расходы. Поглощение означает потребление продукции; при оценке поглощения учитывается импорт, но исключается экспорт. Этим оно… …   Экономический словарь

  • Поглощение — излучения атомом в физике  переход энергии излучения в энергию атома. Поглощение в экономике  приобретение компанией независимого от неё юридического лица. Поглощение в алгебре  свойство двух дуальных бинарных операций, характерное …   Википедия

  • ПОГЛОЩЕНИЕ — ПОГЛОЩЕНИЕ, поглощения, мн. нет, ср. (книжн.). Действие по гл. поглотить поглощать. Поглощение света темной пластинкой. Поглощение энергии. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • поглощение — слияние, сорбция, наворачивание, трескание, тресканье, пожирание, шаманье, поедание, окклюзия, резорбция, реабсорбция, глотание, всасывание, впитывание, съедение, проглатывание, сорбирование, абсорбция, вбирание, вобрание, уничтожение Словарь… …   Словарь синонимов

  • поглощение — Процесс, в котором количество падающих фотонов уменьшается при прохождении вещества. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 г.] поглощение… …   Справочник технического переводчика

  • Поглощение — См. Аквизиция Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 …   Словарь бизнес-терминов

  • поглощение — ПОГЛОТИТЬ, ощу, отишь и отишь; ощённый ( ён, ена); сов. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ПОГЛОЩЕНИЕ — (1) явление, при котором часть падающего на тело (среду) потока (см.) после (см.) или (см.) сквозь слой тела (среды) поглощается. П. характеризуется коэффициентом поглощения (см. (5)). Поглощающая способность тела зависит от длины (частоты) волны …   Большая политехническая энциклопедия

  • ПОГЛОЩЕНИЕ — TAKEOVERПриобретение одного делового предприятия физическим лицом, группой лиц или др. предприятием. Осуществляется посредством покупки активов предприятия и/или определенного количества его акций, достаточного для контроля над его деятельностью …   Энциклопедия банковского дела и финансов

  • Поглощение — TAKEOVER/ACQUISITION Приобретение одной компанией контрольного пакета акций другой компании. В отличие от слияния двух компаний, которое осуществляется по взаимному соглашению между ними, поглощение как правило носит враждебный характер и не… …   Словарь-справочник по экономике

Книги

  • Поглощение, Ткачев, Андрей Сергеевич. Мир уже давно и бесповоротно изменился. Все страны признали существование магии и эсперов, что могут контролировать ее проявления. Каждый хочет обладать какой-нибудь уникальной способностью,… Подробнее  Купить за 256 руб
  • Поглощение, Ткачев А.. Мир уже давно и бесповоротно изменился. Все страны признали существование магии и эсперов, что могут контролировать ее проявления. Каждый хочет обладать какой-нибудь уникальной способностью,… Подробнее  Купить за 237 руб
  • Поглощение, Ткачев А.С.. Мир уже давно и бесповоротно изменился. Все страны при- знали существование магии и эсперов, что могут контролировать ее проявления. Каждый хочет обладать какой-нибудь… Подробнее  Купить за 195 руб
Другие книги по запросу «ПОГЛОЩЕНИЕ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.