TRUYỀN: LÀ GÌ, GIẢN ĐỒ NĂNG LƯỢNG PHÂN TỬ VÀ BÀI TẬP - VẬT LÝ - 2026

Các truyền quang học là tỷ số giữa cường độ ánh sáng mới nổi và sự kiện cường độ ánh sáng trên một mẫu dung dịch mờ đã được chiếu sáng với ánh sáng đơn sắc.

Quá trình vật lý truyền ánh sáng qua một mẫu được gọi là quá trình truyền ánh sáng, và độ truyền qua là thước đo sự truyền ánh sáng. Độ truyền là một giá trị quan trọng để xác định nồng độ của mẫu thường được hòa tan trong dung môi như nước hoặc rượu, trong số những chất khác.

Hình 1. Lắp ráp để đo độ truyền qua. Nguồn: F. Zapata.

Một quang kế điện tử đo dòng điện tỷ lệ với cường độ ánh sáng chiếu xuống bề mặt của nó. Để tính toán độ truyền qua, tín hiệu cường độ tương ứng với một mình dung môi thường được đo trước tiên và kết quả này được ghi lại dưới dạng Io.

Sau đó, mẫu hòa tan được đặt trong dung môi có cùng điều kiện ánh sáng và tín hiệu đo bằng điện kế ký hiệu là I, khi đó độ truyền qua được tính theo công thức sau:

T = I / I hoặc

Cần lưu ý rằng độ truyền qua là đại lượng không có thứ nguyên, vì nó là đại lượng đo cường độ sáng của mẫu liên quan đến cường độ truyền dung môi.

Hệ số truyền là gì?

Hấp thụ ánh sáng trong môi trường

Khi ánh sáng đi qua một mẫu, một phần năng lượng ánh sáng được các phân tử hấp thụ. Truyền là thước đo vĩ mô của một hiện tượng xảy ra ở cấp độ phân tử hoặc nguyên tử.

Ánh sáng là sóng điện từ, năng lượng mà nó mang trong điện trường và từ trường của sóng. Các trường dao động này tương tác với các phân tử của một chất.

Năng lượng do sóng mang theo phụ thuộc vào tần số của nó. Ánh sáng đơn sắc có một tần số, trong khi ánh sáng trắng có một dải hoặc phổ tần số.

Tất cả các tần số của sóng điện từ truyền trong chân không với cùng tốc độ 300.000 km / s. Nếu ta ký hiệu bằng c tốc độ ánh sáng trong chân không thì mối quan hệ giữa tần số f và bước sóng λ là:

c = λ⋅f

Vì c là hằng số nên mỗi tần số tương ứng với bước sóng tương ứng của nó.

Để đo độ truyền của một chất, các vùng của phổ điện từ nhìn thấy (380 nm đến 780 nm), vùng tử ngoại (180 đến 380 nm) và vùng hồng ngoại (780 nm đến 5600 nm) được sử dụng.

Tốc độ truyền ánh sáng trong môi trường vật chất phụ thuộc vào tần số và nhỏ hơn c. Điều này giải thích sự tán xạ trong lăng kính mà các tần số tạo nên ánh sáng trắng có thể bị tách ra.

Thuyết phân tử về sự hấp thụ ánh sáng

Những chuyển đổi này được hiểu rõ nhất với biểu đồ năng lượng phân tử được thể hiện trong Hình 2:

Hình 2. Biểu đồ năng lượng phân tử. Nguồn: F. Zapata.

Trong biểu đồ, các đường ngang thể hiện các mức năng lượng phân tử khác nhau. Dòng E0 là mức năng lượng cơ bản hoặc thấp hơn. Mức E1 và E2 là mức năng lượng cao hơn được kích thích. Các mức E0, E1, E2 tương ứng với các trạng thái điện tử của phân tử.

Các mức độ lại 1, 2, 3, 4 trong mỗi mức điện tử tương ứng với các trạng thái dao động khác nhau tương ứng với mỗi mức điện tử. Mỗi mức này có các phần nhỏ hơn không được hiển thị để tương ứng với các trạng thái quay được liên kết với mỗi mức dao động.

Biểu đồ cho thấy các mũi tên thẳng đứng biểu thị năng lượng của các photon trong phạm vi hồng ngoại, khả kiến ​​và tử ngoại. Có thể thấy, các photon hồng ngoại không có đủ năng lượng để thúc đẩy quá trình chuyển đổi điện tử, trong khi bức xạ có thể nhìn thấy và tia cực tím thì có.

Khi các phôtôn tới của chùm sáng đơn sắc trùng nhau về năng lượng (hoặc tần số) bằng hiệu năng lượng giữa các trạng thái năng lượng phân tử thì xảy ra hiện tượng hấp thụ phôtôn.

Các yếu tố mà hệ số truyền phụ thuộc

Theo những gì đã nói trong phần trước, hệ số truyền sau đó sẽ phụ thuộc vào một số yếu tố, trong đó chúng ta có thể kể tên:

1- Tần số mà mẫu được chiếu sáng.

2- Loại phân tử cần phân tích.

3- Nồng độ của dung dịch.

4- Độ dài đường truyền của chùm sáng.

Dữ liệu thực nghiệm chỉ ra rằng độ truyền qua T giảm theo cấp số nhân với nồng độ C và với chiều dài L của quang trình:

T = 10 ^-a⋅C⋅L

Trong biểu thức trên a là hằng số phụ thuộc vào tần số và dạng chất.

Bài tập đã giải quyết

Bài tập 1

Mẫu chuẩn của một chất nhất định có nồng độ 150 micromol trên lít (μM). Khi đo độ truyền qua của nó với ánh sáng có bước sóng 525 nm thì thu được độ truyền là 0,4.

Một mẫu khác của cùng một chất, nhưng chưa biết nồng độ, có độ truyền qua là 0,5, khi đo ở cùng tần số và có cùng độ dày quang học.

Tính nồng độ của mẫu thứ hai.

Đáp lại

Độ truyền qua T giảm dần theo cấp số nhân với nồng độ C:

T = 10 ^-b⋅L

Nếu logarit của đẳng thức trước đó được lấy, nó vẫn là:

log T = -b⋅C

Chia thành viên cho từng thành viên thì bằng nhau trước đó áp dụng cho mỗi mẫu và giải cho nồng độ chưa biết vẫn là:

C2 = C1⋅ (log T2 / log T1)

C2 = 150μM⋅ (log 0,5 / log 0,4) = 150μM⋅ (-0,3010 / -0,3979) = 113,5μM

Người giới thiệu

1. Atkins, P. 1999. Hóa lý. Phiên bản Omega. 460-462.
2. Hướng dẫn. Truyền và hấp thụ. Phục hồi từ: quimica.laguia2000.com
3. Độc chất môi trường. Độ truyền, độ hấp thụ và định luật Lambert. Đã khôi phục từ: repositorio.innovacionumh.es
4. Cuộc phiêu lưu thể chất. Độ hấp thụ và độ truyền qua. Được khôi phục từ: rpfisica.blogspot.com
5. Máy đo quang phổ. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
6. Độc chất môi trường. Độ truyền, độ hấp thụ và định luật Lambert. Đã khôi phục từ: repositorio.innovacionumh.es
7. Wikipedia. Chuyển tiền. Khôi phục từ: wikipedia.com
8. Wikipedia. Máy đo quang phổ. Khôi phục từ: wikipedia.com