Rəng və işıqudma spektri. İşıq

Spektr sahələrinin energetik xarakteristikası

İşıq udulduqda atom və ya molekulun daxili enerjisi sıçrayışvari artaraq, normal vəziyyətindən daha yüksək səviyyəsinə keçir. Bu zaman udulan enerji hissəsi, yəni fotonun enerjisi işıq tezliyi ν ilə düz mütənasib olur:

(1)
burada - Plank sabitidir.
Bir saniyədəki işıq tezliyinin dəyişməsi ilə dalğa uzunluğu λ (sm) arasındakı əlaqə
νλ=c kimidir. (2)
burada və ya ( ) – işıq sürətidir. Beləliklə,
ν = (2a)
Spektrofotometrik analizdə işıq tezliyinin qiymətindən ν ( nadir hallarda istifadə olunur. Bir sıra səbəblərə görə bu kəmiyyətin əvəzinə “dalğa ədədi”ndən ( istifadə etmək daha əlverişlidir. “Dalğa ədədi” ( 1 sm-də yerləşən λ dalğaların sayını göstərir. Beləliklə ( olar. Dalğa uzunluğu nanometrlə ifadə olunarsa,
( və λ (nm) = olar. (3)
Ultrabənövşəyi, görünən və yaxın infraqırmızı spektr sahəsində dalğa uzunluğu λ (nm) , “dalğa ədədi” ( və fotonun enerjisi ( arasındakı əlaqə şəkil 1-də təsvir edilmişdir:

λ 200 300 400 500 600 700 800

50 000 33 333 25 000 20 000 16 600 14 300 12 500
142 95 71 57 47 41 36
Şəkil 1. Ultrabənövşəyi,görünən və yaxın infraqırmızı spektr sahəsində dalğa uzunluğuλ (nm), “dalğa ədədi” ( və fotonun enerjisi arasındakı əlaqə
Spektrin ayrı-ayrı hissələrində fotonların energetik xarakteristikalarını (1) və (2a) tənliklərindən alınmış aşağıdakı bərabərliklə ifadə etmək olar:

ν = (4)

Kimyəvi reaksiyaların enerjiləri ilə müqayisə edə bilmək üçün -ni ilə ifadə etmək daha əlverişlidir. Bu məqsədlə (4) tənliyini Avoqadro ədədinə ( ) vurub, -a bölmək lazımdır ( erq):

= = (5)

Kvant enerjisi elektron-voltlarla da ölçülür:

Spektrin qısadalğalı sahəsində fotonların enerjisi çox yüksək olur, ona görə də bir çox hallarda işıqudma zamanı ayrı-ayrı molekulların energetik həyəcanlanması kimyəvi reaksiyanın baş verməsinə səbəb olur. Spektrin ultrabənövşəyi və görünən sahələrində fotonların enerjisi kimyəvi rabitə enerjilərinə yaxın olur. Məsələn, λ = dalğa uzunluğunda fotonun enerjisi -dur ki, bu da müvafiq atomlardan -nin ( ) və ya -nun ( ) əmələgəlmə istiliyindən çoxdur. Buradan belə bir nəticə çıxır ki, elektromaqnit titrəyişlər atomları molekul şəklində birləşdirən elektronları həyəcanlanmış vəziyyətə gətirə bilir. Daha davamlı rabitələri isə yalnız uzaq ultrabənövşəyi sahə fotonları ilə həyəcanlandırmaq mümkündür. Kimyəvi rabitə nə qədər zəif olarsa, bir o qədər asan həyəcanlanır, çünki müvafiq molekul spektrin daha uzundalğalı (görünən) sahəsində işıqudmaya malik olur. Spektrin infraqırmızı sahəsi zəif enerjiyə malik ( ) fotonlarla xarakterizə olunur.Bu enerjiyə malik fotonlar valent elektronlarını həyəcanlandıra bilmirlər.