logotype

Теория светового поля в фотометрии

Теория светового поля в фотометрии

Во многих областях народного хозяйства и научных изысканиях широко применяются спектрофотометрические методы определения содержания и концентрации тех или иных химических элементов в многокомпонентных составах. Эта технология известна уже достаточно долгое время, отличается высокой точностью получаемых данных и небольшими временными затратами на осуществление. Такой анализ производится с использованием специальных приборов - фотометров, измеряющих интенсивность светового потока для различных длин волн.

Теория

Как известно, в основе любой технологии лежит множество научных разработок. Готовые технические решения обычно являются синтезом результатов исследований в нескольких областях знания. Мощный толчок развитию фотометрии дали работы выдающегося советского учёного-физика А. А. Гершуна. Разработанная им теория рассматривает оптическое излучение как бесконечное векторное поле. В каждой точке пространства оно характеризуется пятимерным объектом, включающим три координаты положения и два угла направления и поляризации.

Интегрируя это поле по источникам света можно получить значение освещённости в данной точке, которую на практике можно измерить с помощью фотометра (например, В-1200). Эта величина имеет большое прикладное значение. Она используется в уравнении фундаментального принципа фотометрии - закона обратных квадратов. Он связывает освещённость объекта с расстоянием до источника излучения, его мощностью и углом падения луча по отношению к нормали. Это уравнение, в частности, применяется в процессе калибровки спектрофотометрической аппаратуры.

Положения теории светового поля также объясняют механизм поглощения излучения растворами химических веществ. Уравнение Ламберта-Бургера-Бера связывает её с интенсивностями падающего и выходящего потоков, толщиной слоя реагента, концентрацией элемента, длиной волны и молярным коэффициентом соединения. На этой формуле и основана методика определения величины содержания заранее известного вещества в растворе, используемая в спектрофотометрии.