การส่งผ่าน: มันคืออะไรแผนภาพพลังงานโมเลกุลและการออกกำลังกาย - กายภาพ - 2026

ส่งผ่านเลนส์คืออัตราส่วนของความเข้มของแสงที่เกิดขึ้นใหม่และเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นความเข้มของแสงกับตัวอย่างของการแก้ปัญหาโปร่งแสงที่ได้รับการส่องสว่างด้วยแสงสีเดียวที่

กระบวนการทางกายภาพของการส่งผ่านแสงผ่านตัวอย่างเรียกว่าการส่งผ่านแสงและการส่งผ่านเป็นการวัดการส่งผ่านแสง การส่งผ่านเป็นค่าสำคัญในการกำหนดความเข้มข้นของตัวอย่างที่ละลายโดยทั่วไปในตัวทำละลายเช่นน้ำหรือแอลกอฮอล์เป็นต้น

รูปที่ 1. การประกอบสำหรับการวัดการส่งผ่าน ที่มา: F. Zapata

อิเล็กโทรโฟโตมิเตอร์วัดกระแสตามสัดส่วนกับความเข้มของแสงที่ตกลงบนพื้นผิว ในการคำนวณการส่งผ่านโดยทั่วไปจะวัดสัญญาณความเข้มที่สอดคล้องกับตัวทำละลายเพียงอย่างเดียวก่อนและผลลัพธ์นี้จะถูกบันทึกเป็นไอโอ

จากนั้นตัวอย่างที่ละลายจะถูกวางลงในตัวทำละลายที่มีสภาพแสงเดียวกันและสัญญาณที่วัดโดยอิเล็กโทรโฟโตมิเตอร์จะแสดงเป็น I จากนั้นการส่งผ่านจะคำนวณตามสูตรต่อไปนี้:

T = I / I หรือ

ควรสังเกตว่าการส่งผ่านเป็นปริมาณที่ไม่มีมิติเนื่องจากเป็นการวัดความเข้มการส่องสว่างของตัวอย่างที่สัมพันธ์กับความเข้มของการส่งผ่านตัวทำละลาย

การส่งผ่านคืออะไร?

การดูดซับแสงในตัวกลาง

เมื่อแสงผ่านตัวอย่างพลังงานแสงบางส่วนจะถูกดูดซับโดยโมเลกุล การส่งผ่านเป็นการวัดระดับมหภาคของปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลหรือระดับอะตอม

แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพลังงานที่มีอยู่ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กของคลื่น สนามการสั่นเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของสาร

พลังงานที่พัดพาโดยคลื่นขึ้นอยู่กับความถี่ของมัน แสงสีเดียวมีความถี่เดียวในขณะที่แสงสีขาวมีช่วงหรือสเปกตรัมของความถี่

ความถี่ทั้งหมดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเดินทางในสุญญากาศด้วยความเร็ว 300,000 กม. / วินาทีเท่ากัน ถ้าเราแสดงด้วย c ความเร็วแสงในสุญญากาศความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ f และความยาวคลื่นλคือ:

c = λ⋅f

เนื่องจาก c เป็นค่าคงที่ความถี่แต่ละความถี่จึงสอดคล้องกับความยาวคลื่นตามลำดับ

ในการวัดการส่งผ่านของสารจะใช้พื้นที่ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าที่มองเห็นได้ (380 นาโนเมตรถึง 780 นาโนเมตร) พื้นที่อัลตราไวโอเลต (180 ถึง 380 นาโนเมตร) และย่านอินฟราเรด (780 นาโนเมตรถึง 5600 นาโนเมตร)

ความเร็วของการแพร่กระจายของแสงในสื่อวัสดุขึ้นอยู่กับความถี่และน้อยกว่า c สิ่งนี้จะอธิบายการกระจัดกระจายในปริซึมซึ่งสามารถแยกความถี่ที่ประกอบเป็นแสงสีขาวได้

ทฤษฎีโมเลกุลของการดูดกลืนแสง

การเปลี่ยนเหล่านี้เข้าใจได้ดีที่สุดด้วยแผนภาพพลังงานโมเลกุลที่แสดงในรูปที่ 2:

รูปที่ 2. แผนภาพพลังงานโมเลกุล ที่มา: F. Zapata

ในแผนภาพเส้นแนวนอนแสดงถึงระดับพลังงานโมเลกุลที่แตกต่างกัน บรรทัด E0 เป็นระดับพลังงานพื้นฐานหรือต่ำกว่า ระดับ E1 และ E2 เป็นระดับที่น่าตื่นเต้นของพลังงานที่สูงขึ้น ระดับ E0, E1, E2 สอดคล้องกับสถานะอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล

ระดับย่อย 1, 2, 3, 4 ภายในแต่ละระดับอิเล็กทรอนิกส์สอดคล้องกับสถานะการสั่นสะเทือนที่แตกต่างกันซึ่งสอดคล้องกับระดับอิเล็กทรอนิกส์แต่ละระดับ แต่ละระดับเหล่านี้มีการแบ่งย่อยที่ละเอียดกว่าซึ่งไม่ได้แสดงให้สอดคล้องกับสถานะการหมุนที่เกี่ยวข้องกับระดับการสั่นสะเทือนแต่ละระดับ

แผนภาพแสดงลูกศรแนวตั้งที่แสดงถึงพลังงานของโฟตอนในช่วงอินฟราเรดที่มองเห็นได้และอัลตราไวโอเลต ดังที่เห็นได้ว่าโฟตอนอินฟราเรดไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะส่งเสริมการเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ในขณะที่รังสีอัลตราไวโอเลตที่มองเห็นได้และรังสีอัลตราไวโอเลตทำ

เมื่อโฟตอนตกกระทบของลำแสงโมโนโครมเกิดขึ้นพร้อมกันในพลังงาน (หรือความถี่) กับความแตกต่างของพลังงานระหว่างสถานะพลังงานโมเลกุลการดูดกลืนโฟตอนจะเกิดขึ้น

ปัจจัยที่ขึ้นอยู่กับการส่งผ่าน

ตามที่ได้กล่าวไว้ในส่วนก่อนหน้าการส่งผ่านจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการซึ่งเราสามารถตั้งชื่อ:

1- ความถี่ในการส่องสว่างของตัวอย่าง

2- ประเภทของโมเลกุลที่จะวิเคราะห์

3- ความเข้มข้นของสารละลาย

4- ความยาวของเส้นทางที่เดินทางโดยลำแสง

ข้อมูลการทดลองบ่งชี้ว่าการส่งผ่าน T ลดลงแบบทวีคูณด้วยความเข้มข้น C และด้วยความยาว L ของเส้นทางแสง:

T = 10 ^-a⋅C⋅L

ในนิพจน์ด้านบน a คือค่าคงที่ซึ่งขึ้นอยู่กับความถี่และชนิดของสาร

การออกกำลังกายได้รับการแก้ไข

แบบฝึกหัด 1

ตัวอย่างมาตรฐานของสารบางชนิดมีความเข้มข้น 150 ไมโครโมลต่อลิตร (μM) เมื่อวัดการส่งผ่านด้วยแสง 525 นาโนเมตรจะได้ค่าการส่งผ่าน 0.4

อีกตัวอย่างหนึ่งของสารเดียวกัน แต่ไม่มีความเข้มข้นที่ไม่ทราบค่ามีการส่งผ่าน 0.5 เมื่อวัดที่ความถี่เดียวกันและมีความหนาของแสงเท่ากัน

คำนวณความเข้มข้นของตัวอย่างที่สอง

ตอบ

การส่งผ่าน T จะสลายตัวแบบทวีคูณด้วยความเข้มข้น C:

T = 10 ^-b⋅L

หากใช้ลอการิทึมของความเท่าเทียมกันก่อนหน้านี้จะยังคงอยู่:

บันทึก T = -b⋅C

การหารสมาชิกตามสมาชิกความเท่าเทียมกันก่อนหน้านี้ที่ใช้กับแต่ละตัวอย่างและการแก้ปัญหาสำหรับความเข้มข้นที่ไม่รู้จักยังคงอยู่:

C2 = C1⋅ (บันทึก T2 / บันทึก T1)

C2 = 150μM⋅ (บันทึก 0.5 / บันทึก 0.4) = 150μM⋅ (-0.3010 / -0.3979) = 113.5μM

อ้างอิง

1. Atkins, P. 1999. เคมีเชิงฟิสิกส์. รุ่น Omega 460-462
2. มัคคุเทศก์, คู่มือท่องเที่ยว. การส่งผ่านและการดูดซับ สืบค้นจาก: quimica.laguia2000.com
3. พิษวิทยาสิ่งแวดล้อม. การส่งผ่านการดูดซับและกฎของแลมเบิร์ต กู้คืนจาก: repositorio.innovacionumh.es
4. การผจญภัยทางกายภาพ การดูดซับและการส่งผ่าน สืบค้นจาก: rpfisica.blogspot.com
5. สเปกโตโฟโตเมตรี. สืบค้นจาก: chem.libretexts.org
6. พิษวิทยาสิ่งแวดล้อม. การส่งผ่านการดูดซับและกฎของแลมเบิร์ต กู้คืนจาก: repositorio.innovacionumh.es
7. วิกิพีเดีย การส่งผ่าน สืบค้นจาก: wikipedia.com
8. วิกิพีเดีย สเปกโทรโฟโตเมตรี. สืบค้นจาก: wikipedia.com