Lambert-Beerov zakon

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje
Dokaz Lambert-Beerova zakona: zelena laserska zraka svjetlosti prolazi kroz otopinu pigmenta rodamina 6B. Zraka svjetlosti postaje sve slabija kako prolazi kroz otopinu.
Optička debljina i optička masa atmosfere.
Zalazak Sunca: pri položaju Sunca na obzoru Sunčevo zračenje prolazi kroz 35,4 puta veću masu stupca zraka nego kad je Sunce u zenitu.

Lambert-Beerov zakon (ponekad i Lambert-Beer-Bougertov zakon) je zakon o apsorpciji monokromatske svjetlosti u obojenim otopinama, po kojem količina svjetlosti koja se apsorbira u obojenom sloju otopine ovisi o debljini tog sloja (Lambertov zakon) i o množinskoj koncentraciji otopljene obojene tvari (Beerov zakon; prema njemačkom fizičaru Augustu Beeru, 1825. – 1863.). Na tom se zakonu temelje kolorimetrijske i spektrofotometrijske metode u analitičkoj kemiji. [1] Beerov zakon je fizikalni zakon prema kojemu su eksponencijalno povezani svjetlosna jakost koju propušta otopina neke tvari i koncentracija otopine.

Lambert-Beerov zakon može se prikazati izrazom:

gdje je: I0 - početna svjetlosna jakost, I - svjetlosna jakost propuštene svjetlosti kroz optičko sredstvo debljine L (optička debljina) i koncentracije N, a σ - reducirani apsorpcijski koeficijent svojstven za tvar koja apsorbira svjetlost. [2]

Apsorbiranje Sunčeva zračenja u atmosferi[uredi VE | uredi]

Svaki plin selektivno apsorbira elektromagnetsko zračenje, i to s obzirom na valnu duljinu λ. Također svaki plin ima konstantan koeficijent apsorpcije, koji ovisi o valnoj duljini zračenja i o stanju plina. Energiju zračenja apsorbiraju molekule plina, pretvarajući je u neki drugi oblik energije, pa zato apsorbirana energija zračenja ovisi o gustoći plina, te o debljini sloja plina kroz koji zračenje prolazi.

Za monokromatsko zračenje odnos je jakosti (intenziteta) zračenja Iλs nakon prolaza kroz sloj zraka masenog koeficijenta apsorpcije αλm, debljine s, gustoće ρ(s), i jakosti upadnog zračenja Iλ0 opisan Lambert-Beer-Bougertovim zakonom:

Eksponent zove se optička debljina atmosfere. Ona je ovisna o položaju Sunca, najmanja je za Sunce u zenitu, a najveća za Sunce na obzoru (horizontu).

Masa zapaženog stupca zraka s osnovicom površine (ploštine) A jest:

Omjer te mase m za neki položaj Sunca M i za Sunce u zenitu M0 zove se optička masa atmosfere:

Ovisnost optičke mase atmosfere o kutnoj visini Sunca navedena je u tablici:

Optička masa atmosfere u ovisnosti o položaju Sunca
Kutna visina Sunca Optička masa atmosfere
90° 1,00
70° 1,06
50° 1,30
40° 1,55
30° 2,00
20° 2,90
10° 5,60
10,40
35,40

Za različite kutne visine Sunca prikazane su u tablici pripadne vrijednosti optičke mase atmosfere. Vidi se da pri položaju Sunca na obzoru (horizontu) Sunčevo zračenje prolazi kroz 35,4 puta veću masu stupca zraka nego kad je Sunce u zenitu. To je razlog da u jutarnjim satima, nakon izlaska Sunca, Sunčevo ozračenje na površini Zemlje naglo raste, a u večernjim satima, pred zalazak Sunca naglo pada.

Atmosfera se neposredno ne zagrijava time što molekule zraka apsorbiraju Sunčevo elektromagnetsko zračenje. Apsorbirana energija zračenja očituje se u raznim fotokemijskim, fotoelektričnim i drugim molekularnim procesima, pa tako, na primjer, u velikim visinama apsorpcijom ultraljubičastog zračenja nastaje ozon. U troposferi, uz vodenu paru, i ugljikov dioksid apsorbira infracrveno zračenje, a Sunčevo zračenje apsorbiraju i primjese u atmosferi (prašina) i kapljice oblaka i magle. [3]

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. Lambert, Johann Heinrich, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
  2. Beerov zakon, [2] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2018.
  3. "Tehnička enciklopedija" (Meteorologija), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.