Контрольные вопросы:

1. Свет проходит последовательно через две кюветы, расположенные одна за другой. Длина каждой кюветы L. Нарисовать изменение интенсивности света от координаты l в случаях а) если кюветы заполнены раствором одинаковой концентрации, б) если концентрация поглощающего вещества в первой кювете больше C₁> C₂, в) если С₁<С₂.

2. Нарисуйте аналогичные рисунки в случае, когда между кюветами имеется промежуток воздуха длиной L.

3. Зависимость молярного коэффициента поглощения от длины волны света λ (спектр поглощения)

Для монохроматического света, то есть при определенном значении длины волны света λ, молярный коэффициент поглощения является постоянной величиной, которая определяется только типом поглощающего вещества. Если же длина волны света меняется, то перестает быть постоянной величиной и становится функцией λ. Например, молярный коэффициент поглощения раствора красной краски невелик при λ=600 нм, то есть для красного света, а при λ=400 нм (для синего света) становится гораздо больше (рис. 13в). Соответственно раствор красной краски будет сильно поглощать синие лучи и слабо поглощать красные лучи света. В результате в белом свете, прошедшем через раствор красной краски, останутся только красные лучи.

Зависимость молярного коэффициента поглощения от длины волны света часто называют спектром поглощения данного вещества. Измерение спектров поглощения веществ позволяет проводить их идентификацию, поскольку спектры поглощения строго индивидуальны. На рис. 13 показаны спектры поглощения атомов водорода (а) и паров натрия (б). Подобными линейчатыми спектрами поглощения обладают газы и пары (особенно одноатомные). Спектры поглощения жидкостей и твердых тел, как правило, имеют вид сплошных линий, наподобие рис. 13(в).

Рис. 13. Спектры поглощения паров водорода (а), паров натрия (б)

и раствора красной краски (или красного стекла) (в)

В физиологии по спектрам поглощения можно судить о характере и развитии болезней. Например, спектры поглощения клеток кожи человека в норме и при подкожных кровоизлияниях (при эритеме) отличаются (рис. 14). Поэтому, сняв спектры поглощения кожи, можно проводить диагностику и следить за развитием болезни.

Рис. 14. Спектры поглощения кожи человека в норме (1) и при эритеме (2)

На рис. 15 приведены спектры поглощения гемоглобина в обычном и окисленном состояниях. Как видно, спектр поглощения позволяет легко различать эти состояния, а, следовательно, судить об эффективности работы крови как переносчика кислорода.

Рис 15. Спектры поглощения биологических важных

соединений — триптофана (1) и аденина (2)

По спектру поглощения легко идентифицировать даже очень малое количество вещества ~10^-9 г; можно также определить наличие небольшого количества примеси ~10^-6 %.

Занятие № 3

Тема: ФОТОЭФФЕКТ

1. Явление фотоэффекта. Опыты Столетова

Фотоэффектом называют вырывание электронов из вещества под действием света. Это явление было открыто экспериментально немецким физиком Г. Герцем в 1887 г. В своих опытах Г. Герц установил, что при облучении цинковых электродов ультрафио­летовым светом появляется ток между электродами (рис. 16).

Рис. 16. Схема опытов Г. Герца по обнаружению фотоэффекта

Обстоятельное исследование фотоэффекта проведено русским физиком А. Г. Столетовым. Им было изучено прохождение тока через конденсатор, состоящий из двух цинковых пластин, при освещении одной из них светом ртутной лампы (рис. 17).

Тщательными экспериментами установлено, что фотоэффект наблюдался лишь при освещении отрицательно заряженной пластины. Сила фототока в цепи оказалась пропорциональной световому потоку от ртутной лампы.

Рис. 17. Схема опыта по изучению фотоэффекта