Elektromagnit nurlanish spektri

Elektromagnit nurlanish spektri. Spektroskopik analiz usullariga elektromagnit nurlarning tekshiriladigan modda bilan o’zaro ta’sirini o’rganishga asoslangan usullar kiradi. Elektromag- nit nurlarning modda bilan o’zaro ta’siri moddaning xossalarini o’zgartiradi, natijada, u nur chiqarishi, yutishi yoki sochishi mumkin. Bu o’zaro ta’sir tekshiriladigan moddaning xossalarini ifodalaydi- gan signallarning paydo bo’lish jarayoni, deb qaralishi mumkin. Sig- nalning chastotasi moddaning spetsifik xossalarini aks ettirsa, uning intensivligi moddaning miqdorini ifodalaydi.
Kimyoviy analiz uchun ishlatiladigan elektromagnit nur spektri keng chastotalar (10⁶10²⁰ Gts) va to’lqin uzunliklar (10²10^-12 m) oralig’ini o’z ichiga oladi. Unga radioto’lqin (10⁶10⁸ Gts va 10²1 m), issiqlikdan nurlanish, ultrabinafsha, ko’rinadigan yorug’lik, infraqizil, rentgen (3·10¹⁷10²⁰ Gts va 2·10^-910^-12 sm) nurlari va boshqalar kiradi.
Elektromagnit nurlanishning nazariyasini 1865 yilda J.S. Mak- svell yaratgan, 1888 yilda esa bunday nurlanish G. Gerts tomonidan tajribada olingan. Radioto’lqin sohasidagi elektromagnit nurlanish makroskopik ob’ektlardan (antennalar, uzatgichlar) tarqatiladi va ular yordamida qabul qilinadi. Optikaviy (infraqizil, ko’rinadigan va ultrabinafsha) va rentgen sohalaridagi spektrlar modda energe- tik holatlaridagi o’zgarishlar tufayli hosil bo’ladi. Bunday nurla- nish chastotalar farqi kichik bo’lgan juda ko’p to’lqinlarning to’plamidan iborat. Shuning uchun ular bir xil fazalar nisbatlariga ega emas. Radioto’lqinli nurlarda interferentsiya kuzatiladi. Optik nurlanishda esa intenferentsiya hodisasi uni bir necha bo’lakka bo’lgandan so’ng kuzatiladi. Bu ikki soha orasidagi qarama–qarshilik lazer nurlari (optik soha) ixtiro (Basov, Proxorov – 1954 y., Shav- lav, Tauns – 1958 y., Meyman – 1960 y.) etilgach, bartaraf etildi. Mikrosistemalar lazer ta’siridan optik oraliqda kogerent (tutash- gan) nurlar chiqaradi. Bu esa elektromagnit nurlanishning birligini ko’rsatadi.
Elektromagnit nurlanish to’lqin va yorug’lik fotonlari xossalari- ga ega. Elektromagnit nurlanishning tarqalishini to’lqin shaklida tasavvur qilish qulay. Bu holda elektromagnit to’lqin tezlik, chastota, uzunlik va amplituda bilan tasvirlanadi. Elekromagnit nurlarning tarqalishi uchun (tovush to’lqinlaridan farqli ravishda) o’tkazish muhiti talab etilmaydi, ya’ni u vakuumda ham tarqalaveradi. Nurla- nish enrgiyasining yutilish va chiqarish hodisalarini tushuntirish uchun faqat to’lqin modeli etarli emas. Shuning uchun u to’lqin modeli bilan bir qatorda diskret zarrachalar dastasi – fotonlar shaklida ham tasvirlanadi. Fotonlar energiyasi nurlanishning chastotasiga mutanosibdir.

Yorug’lik nuri Yutilishining asosiy qonuni. (Buger-Lambert-Ber qonuni). Ma`lumki, modda atom yoki ionlar yorug’likni Yutganda ularning energetik holati o’zgaradi, aniqrogi energiyasi kam E<sub>1</sub> holatdan energiyasi yuqori E<sub>2</sub> holatga o’tadi. Shu paytda modda tarkibida “elektron o’tish” ro’y beradi, bu o’tish faqat aniq energiyali yorug’lik nuri (kvant) yutilganda ro’y beradi. Bu yutilish faqatgina yutiladigan energiya kvantining miqdori shu elektron o’tishga to’g’ri keluvchi energiya farqi (∆E) ga teng bo’lganda amalga oshadi, ya`ni
E = E₂ - E₁ = h
h - Plank doimiysi 6,625 * 10^-34 joul. Sek;
v - Yutilgan yorug’likning tebranish chastotasi, Gc.
Ko’rinib turibdiki, to’shayotgan yorug’likning bir qismi moddaga yutilib qoladi. Natijada to’shayotgan nurning bir qismi "qatlam" ga yutilib o’z intensivligini kamaytiradi. Moddadan o’tayotgan nur intensivligi (J) ning kamayishi (J/J₀), Yutuvchi modda miqdori (C) va qatlami qalinligi (l) orasidagi bog’lanish yorug’lik yutilishining asosiy qonuni deyiladi. O’tayotgan nur intensivligi kamayishini o’lchash uchun, shu nurning toza erituvchidan o’tgandagi intensivligi J₀ -, aniqlanayotgan moddaning shu erituvchidagi eritmasidan o’tgandagi intensivligi J- ni solishtirish bilan erigan modda miqdori aniqlanadi. Bir hil materialdan iborat teng qalinlikdagi qatlamda eritmadan o’tgan yorug’likning tarqalishi va qaytishi teng bo’lib, ular intensivligining kamayishi eritmaning konsentrasiyasiga bog’liqdir.
Har qanday eritmadan o’tgan nur intensivligining kamayishi o’tkazuvchanlik koeffisientii bilan harakterlanadi:

bunda, T - o’tkazuvchanlik koeffisientii
J va J₀ - o’tgan va tushgan nurlar intensivligidir
O’tkazuvchanlikning manfiy ishorali o’nli logarifmi eritmaning optik zichligi deyiladi:

Eritmaning optik zichligi (A) bilan yutuvchi qatlam qalinligi orasidagi bog’lanish Buger (1729 y) va Lambert (1760 y) tomonidan o’rganilgan bo’lib, quyidagicha ifodalanadi:
A = R  l
R - proporcionallik koeffisientii;
l - eritma qavatining qalinligi, ya`ni kYuvetaning o’lchami (sm).

Ta’rif: Moddaning bir hil qalinlikka esa bo’lgan bir jinsli qatlamlari unga tushayotgan yorug’lik energiyasini teng ulushlarda Yutadi. Bu bog’lanish grafikda (1-chizma) quyidagi ko’rinishda bo’ladi.

Yutuvchi qatlam teng qiymatlarga bo’lingan yorug’lik intensivligi har bir bo’lakdan o’tganda (2- chizma) n martadan kamayib boradi, ya`ni.