Маъруза №2 Реал жисмларда нурланиш қонуниятлари. Жисмлар ва муҳитларнинг хоссалари ва тавсифи

Бугер – Бер қонуни

Энергия оқими нурланиш интенсивлиги I билан тушаётган муҳит мавжуд бўлсин. Бунда нурланиш оқими қандайдир I кесимида QI = IdΩdF га тенг бўлади. Энергиянинг ютилиши ва тарқалиши билан шартланадиган нурланиш оқимининг ўзгаришини баҳолаш учун Бугер қонуни қўлланилади, унга кўра элементар қатламдан ўтаётганда ютаётган модданинг маълум концентрациясида нурланиш фаоллигининг нисбий ўзгариши бу қатламда нур йўли узунлигига пропорционал. Бу қонунга кўра
,
бу ерда кучсизланиш коэффициенти, м-1, ютилиш kа ва тарқатиш ks коэффициентларини киритади:
Нурланиш оқими муҳит ҳажмини хусусий нурланиши натижасида ўзгариши мумкин, яъни
– хусусий нурланишнинг ҳажмий зичлиги Вт/м3. Кўрсатилган ўзгаришлар II кесимда нурланиш оқими қуйидагига тенг бўлишига олиб келади
QII= (I+dI) dΩdI.
Чексиз кичик ҳажм dF.dl учун энергиянинг сақланиш қонуни қуйидаги кўринишда ёзилади:
QII= dQI - dQосл+dQсоб.
Кўрилаётган хажм чегарасини инобатга олиб dΩ ва dF катталиклар ўзгармас деб қабул қилиниши мумкин, сўнгги тенглик ўзгаришлардан кейин қуйидаги кўринишга келади: .
Олинган тенглик ютилиш, нурланиш ва тарқатиш муҳитларида нурланиш интенсивлиги ўзгаришини характерлайди ва нурланиш энергиясини ўтказиш тенглиги деб номланади.
Агар муҳитнинг хусусий нурланиш интенсивлиги муҳит билан кучсизлангандан анча кам бўлса (Qкучсиз ˂˂ Qкучсиз), унда ўтказиш тенгламаси соддалашади ва Бугер қонуни шаклига киради:
ёки
Iбош катталиги қатлам юзасига тушаётган нурланиш миқдорини аниқлайди. Қалинлик билан қатламда ютилган энергия Iбош – I га тенг. Натижада қатлам(муҳит)нинг ютиш хусусиятини қуйидагича тасаввур қилишимиз мумкин .
комплекси қатламнинг оптик қалинлиги (зичлиги) номини олган.
Агар нурланиш оқими модда концентрацияси ўзгариши натижасида кучсизлашса, унда Бер қонунига мувофиқ берилган қалинликдаги қатламда монохроматик нурнинг нисбий кучсизланиши мазкур қатламда ютилаётган модданинг концентрацияси µ га пропорционал.
Бер қонуни ютаётган модданинг кичик концентрацияларида сақланади. Концентрациянинг ўсиши билан заррачалар ва молекулалар орасидаги муҳит хоссаларини ўзгартирувчи, қонунда ҳисобгаолинмаган ўзаро муносабат эҳтимоли мавжуд. Шуни таъкидлаш жоизки, Бер қонуни фақат монохроматик нурланиш учун қатъий амал қилади. Акс ҳолда кучсизланиш коэффициентлари нурланиш тўлқинлари узунлигига, ютаётган модда табиатига ва бошқа омилларга боғлиқ бўлади.
Ҳисоблаш амалиётида бирлаштирилган Бугер-Бер қонуни қўлланилади, унга мос равишда ютилаётган муҳитдан ўтаётган нурланиш фаоллигининг нисбий ўзгариши ютаётган модда концентрациясининг ютилаётган муҳитда тўлқин узунлигига кўпайтмасига пропорционал:
ундан қуйидагини олса бўлади
Бугер-Бер қонуни ва ундан олинган хулосалар бир хил диаметрли абсолют қора сферик зарралардан ташкил топган, геометрик оптика қонунларига бўйсинадиган чангланган муҳитда газли нурланиш учун тўғридир. Бундай ҳолатда оптик қалинлик га тенг бўлиб қолади, бу ерда – зарраларнинг солиштирма эркин юзаси. Бошқа ҳолатларда, яъни заррачалар нотўғри шаклли, турли ўлчамли бўлса, нурланишнинг кучсизланганда ютилишдан ташқари тарқалиш ва дифракция кузатилади. Бу эса заррачаларнинг физикавий хоссалари, геометрик структураси ва зарралар ўлчамларини ҳисобга олиш зарурлигига ва 0,25 сонли коэффициентни эксперименталга ўзгартиришга, баъзи масалаларда эса аналитик аниқланувчи кучсизланиш коэффициентларини kкучсиз аниқлашга олиб келади.