朗伯比尔定律及三个定律

朗伯比尔定律
一、概述
朗伯比尔定律是描述光线通过透明介质时强度随着传播距离的增加而呈指数衰减的物理定律。

该定律适用于各种类型的辐射，包括可见光、红外线、紫外线等。

二、指数衰减
当光线通过透明介质时，其强度随着传播距离的增加而逐渐减弱。

这种衰减是呈指数形式的，即光强的衰减与传播距离的平方成正比。

指数的底数是自然常数e，指数的大小取决于介质材料的特性和光线的波长。

三、朗伯定律
朗伯定律指出，光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关。

这意味着，在光程上每等厚层介质吸收相同比例值的光。

这一特性使得朗伯比尔定律在定量分析光吸收过程时具有重要意义。

四、比尔定律
比尔定律描述了光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目。

换句话说，光被吸收的量与介质中吸收分子的浓度及其特性有关。

当浓度采用摩尔浓度时，ε为摩尔吸收系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关。

五、应用领域
朗伯比尔定律在许多领域都有广泛的应用，如光学、化学、生物学等。

例如，在化学分析中，朗伯比尔定律可用于定量测定溶液中某种物质
的浓度；在生物学中，该定律可用于研究光在生物组织中的传播及吸收特性。

总之，朗伯比尔定律是描述光线通过透明介质时强度衰减的物理定律，它与介质材料特性、入射光波长及吸收分子浓度等因素有关。

在许多科学领域，尤其是光学和化学分析中，该定律具有重要的应用价值。

朗伯比尔定律公式A=lg(1/T)=Kbc。

1、朗伯一比尔定律是分光光度法的基本定律。

分光光度法，是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。

2、朗伯比尔定律是描述物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系。

同一物质在一定温度下的吸收光谱是一定的，因此物质的吸收光谱可以做为定性依据。

用光度法做定量分析时，利用吸收光谱确定最佳测定波长。

一般选用最大吸收波长，若有杂质组分干扰时，可根据待测组分和杂质组分的吸收光谱确定测定波长。

3、在分光光度分析中，比尔定律是一个有限的定律。

溶液中有色质点的聚合与缔合，形成新的化合物或互变异构等化学变化以及某些有色物质在光照下的化学分解、自身的氧化还原、干扰离子和显色剂的作用等，都对遵守朗伯-比尔定律产生不良影响。

比尔-朗伯定律比尔-朗伯定律，通常被称为比尔定律，是指在透明溶剂中发色团的吸光度随着样品池光程以及发色团浓度的变化而呈线性变化。

比尔定律是对描述光与物质的相互关系的麦克斯韦远场方程的简化描述。

事实上，比尔定律对一系列发色团、溶剂和浓缩物品而言都是非常精确的定律，在定量光谱学中被广泛运用。

吸光度通过分光光度计度量，这需要通过一束波长是λ的平行光束，光束要穿过一个类似平面的厚平板，该材料与光束垂直。

对液体而言，样品保存在一个叫做样品池的光学平面透明的容器里。

吸光度(Aλ)的计算是入射光穿过样品(I)的光能与入射在样品(I)表面的光能的比率。

Aλ= -log (I/I0)比尔定律遵从：A λ= ελbcc =波长λ的发色团的分子吸收率或消光系数（1M溶液的1cm厚样品的光密度），ελ 是溶液和材料的特性。

b = 样品路径（厘米）c =样品中化合物浓度，摩尔浓度 (mol L-1)在吸收度实验中，光束不仅通过发色团衰减，也通过从空气和样品之间的界面反射、样品和小型管之间的界面反射、以及溶液的吸收而衰减。

各因素可以分别量化，但常常当光束通过样品“空白”或“基准”或参考样品时，这些因素被通过定义I0的方式被去除了。

（例如，充满溶液但发色团浓度为0的小型管被用做”空白”。

）许多因素可以影响比尔定律的有效性。

它通常通过测量一系列标准的吸光度的方式用来检测发色团比尔定律的线性。

这种校准也可以去除实验、设备以及一批试剂中的误差。

（比如光程未知的样品池）。

紫外可见分光光度法——光的吸收定律一. Lambert-Beer 定律——光吸收基本定律“ Lambert-Beer 定律” 是说明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度（c）和液层厚度（b）间的关系的定律，是光吸收的基本定律，是紫外-可见光度法定量的基础。

Lambert定律——吸收与液层厚度（b）间的关系Beer 定律——吸收与物质的浓度（c）间的关系“ Lambert-Beer 定律”可简述如下：当一束平行的单色光通过含有均匀的吸光物质的吸收池（或气体、固体）时，光的一部分被溶液吸收，一部分透过溶液，一部分被吸收池表面反射；设：入射光强度为 Io，吸收光强度为Ia，透过光强度为It，反射光强度为Ir，则它们之间的关系应为：Io = Ia + It + Ir (4)若吸收池的质量和厚度都相同，则 Ir 基本不变，在具体测定操作时 Ir 的影响可互相抵消（与吸光物质的 c及 b 无关）上式可简化为： Io= Ia +It (5)实验证明：当一束强度为 I0 的单色光通过浓度为 c、液层厚度为 b 的溶液时，一部分光被溶液中的吸光物质吸收后透过光的强度为 It ，则它们之间的关系为：称为透光率，用 T % 表示。

朗伯比尔定律的三个公式
朗伯比尔定律是光学中非常重要的定律之一，它是描述光线在透
过物体时会发生什么变化的定律。

朗伯比尔定律的基本思想是，对于
一个给定的波长的光线，透过同一物体时经过的路径长度相同，因此
光线的强度是相等的。

具体来讲，朗伯比尔定律有三个公式。

第一个公式是指物体的反射率与其颜色和表面结构有关。

这个公
式可以写为R = Kρ，其中R是物体的反射率，K是一个常数，ρ是物体表面的材料属性。

第二个公式是指物体的透过率与其材料属性和物体厚度有关。

这
个公式可以写为T = kt/d，其中T是物体的透过率，k是一个与物体
材料相关的常数，d是物体的厚度。

第三个公式是指物体的吸收率与其透过率和反射率有关。

这个公
式可以写为A = 1 - R - T，其中A是物体的吸收率，R是物体的反射率，T是物体的透过率。

从这三个公式可以看出，物体的反射率、透过率和吸收率是彼此
相关的，它们之间存在一个不断平衡的过程。

如果物体的透过率变大，那么其反射率和吸收率就会随之减小。

相反，如果物体的反射率或者
吸收率变大，那么其透过率就会减小。

朗伯比尔定律不仅在光学中有重要意义，而且在工业生产和科学
研究中也有广泛的应用。

例如，在制备光学元件和显示器件时需要考
虑到反射率、透过率和吸收率的影响，而在材料的选择和测试实验中
也需要考虑这些因素。

因此，掌握朗伯比尔定律及其三个公式的应用，对于光学科学和实际应用都有着巨大的指导意义。

朗伯-比尔（Lambert-Beer）定律朗伯－比尔（Lambert-Beer ）定律当入射光波长一定时，待测溶液的吸光度A 与其浓度和液层厚度成正比，即k 为比例系数，与溶液性质、温度和入射波长有关。

Lambert-Beer 定律是分光光度定量分析的基础。

当浓度以 g/L 表示时，称 k 为吸光系数，以 a 表示，即当浓度以mol/L 表示时，称 k 为摩尔吸光系数，以ε 表示，即比耳定律成立的前提条件是：（1）入射光是单色光；（2）吸收发生在均匀的介质中；（3）吸收过程中，吸收物质互相不发生作用透射率定义：T 取值为0.0 % ~ 100.0 %全部吸收T = 0.0 %全部透射T = 100.0 %吸光度与透射率 T ：透射率 A ：吸光度以百分透光度和吸光度分别对溶液浓度作图得一条通过原点的直线和一条指数曲线根据比尔定律，在理论上，吸光度对溶液浓度作图所得的直线的截距为零，斜率为kb 。

实际上，吸光度与浓度的关系有时是非线性的，或者不通过原点，这种现象称为偏离比尔定律。

引起偏离比尔定律的因素样品吸光度 A 与光程 b 总是成正比。

但当 b 一定时，A 与 c 并不总是成正比，即偏离 L-B 定律！这种偏离由样品性质和仪器决定。

1. 样品性质影响a ）稀溶液。

待测物高浓度--吸收质点间隔变小—质点间相互作用—对特定辐射的吸收能力发生变化---ε 变化；b ）稳定溶液。

试液中各组份的相互作用，如缔合、离解、光化反应、异构化、配体数目改变等，会引起待测组份吸收曲线的变化；c ）溶剂的影响：对待测物生色团吸收峰强度及位置产生影响；d ）均匀溶液。

胶体、乳状液或悬浮液对光的散射损失。

bc A ε=A KCb T ==-lg KbcA T --==1010abcA =2. 仪器因素仪器因素包括光源稳定性以及入射光的单色性等。

a ）入射光的非单色性：不同波长的光所产生的吸收不同，可导致测定偏差。

假设入射光由测量波长λx 和干扰λi 波长组成，据Beer 定律，溶液对在λx 和λi 的光的吸光度分别为： bc x x x x x e Ix I bc Ix I A εε===)(0)(0lg 或综合前两式，得当λx =λi 时，或者说当εx =εi 时，有A=εx bc , 符合L-B 定律；当λx ≠λi 时，或者说当εx ≠εi 时，则吸光度与浓度是非线性的。

比尔—朗伯定律:A=—lgT=—lg 0I I =εbc A 为吸光度，T 为透射比(透光度),是出射光强度(I ）比入射光强度(I 0)。

ε为摩尔吸光系数，它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关。

c 为吸光物质的浓度,mol/L ，b 为吸收层厚度,cm.物理意义：当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时,其吸光度A 与吸光物质的浓度c 及吸收层厚度b 成正比，而与透光度T 成反相关.适用条件：（1) 入射光为平行单色光且垂直照射；(2） 吸光物质为均匀非散射体系;（3） 吸光质点之间无相互作用；(4）辐射与物质之间的作用仅限于光吸收，无荧光和光化学现象发生；(5)适用范围：吸光度在0.2～0。

8之间。

分子轨道理论（Molecular Orbital Theory MO ）：从分子的整体性来讨论分子的结构，认为原子形成分子后，电子不再属于个别的原子轨道，而是属于整个分子的分子轨道，分子轨道是多中心的；分子轨道由原子轨道组合而成，形成分子轨道时遵从能量近似原则、对称性匹配原则、最大重叠原则，即通常说的“成键三原则”;在分子中电子填充分子轨道的原则也服从能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。

晶体场理论(Crystal-Field Theory CFT)：晶体场理论是研究过渡族元素（络合物）化学键的理论。

它在静电理论的基础上，结合量子力学和群论（研究物质对称的理论)的一些观点，来解释过渡族元素和镧系元素的物理和化学性质，着重研究配位体对中心离子的d 轨道和f 轨道的影响。

1、中心离子与配体之间看作纯粹的静电作用.中心原子是带正电的点电荷，配体（或配位原子）是带负电的点电荷。

它们之间的作用犹如离子晶体中正、负离子之间的离子键，是纯粹的静电吸引和排斥,并不形成共价键。

2、中心原子的5 个能量相同的d 轨道在周围配体所形成的负电场的作用下，能级发生分裂.有些d 轨道能量升高，有些d 轨道能量则降低。

朗伯比尔定律的公式及符号含义朗伯比尔定律(Lambert-Beer Law)，又称为比尔定律(Beer's Law)或者比尔-朗伯定律(Beer-Lambert Law)，是化学和物理领域中常用的定律。

此定律描述了溶液中光线吸收的强度与光路长度及物质浓度间的关系。

公式：A = εcl符号意义：A：溶液中吸收的光线强度ε：摩尔消光系数c：溶液中物质的浓度l：光路长度该定律的前提是光线穿过溶液的路径和光线进入溶液前的强度相等。

这个定律在分析学、光谱学、环境科学、药物学以及生化学等领域有着广泛应用。

朗伯比尔定律的由来：朗伯-比尔-虎克实验。

1802年，比尔通过实验发现，溶液吸收的光线强度与光路长度成正比例关系。

后来，朗伯(Lambert)在1820年左右又发现，在某些物质中，光线被吸收的程度与该物质的浓度成正比例关系。

这两个实验在后来被整合成了朗伯比尔定律。

应用：1. 分析学：通过比较吸收光谱中溶液与纯溶剂的光谱，可以确定其中某个物质的浓度。

2. 光谱学：朗伯比尔定律解释了吸收光谱强度与物质浓度之间的关系。

根据该定律，不同波长的光线被物质吸收的程度不同，所以可以通过吸收光谱来确定分子的结构。

3. 环境科学：朗伯比尔定律被应用于环境科学中的水体、大气、土壤等领域。

通过分析水或大气中某种物质的浓度，可以推断出该物质的源头或是环境的状况。

4. 生物医学：通过分析吸收光谱，可以确定人体或者其他生物体内某种物质的浓度，如葡萄糖、蛋白质、激素等。

5. 化学工业：朗伯比尔定律被用于监控化学反应中反应物与产物之间的浓度变化，以保证反应的正常进行。

此外，该定律还被用于测定某种化学物质的含量以及检测污染物浓度。

总之，朗伯比尔定律可以被广泛地应用于物理、化学、生物学等领域，为科学研究和工业应用提供了有力的支持。

比色分析的基本原理(朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)( 关键词：比色分析,吸光光度法,光电比色法,分光光度法,朗伯-比尔定律,吸光度,消光度,吸光系数)比色分析是基于溶液对光的选择性吸收而建立起来的一种分析方法，又称吸光光度法。

有色物质溶液的颜色与其浓度有关。

溶液的浓度越大，颜色越深。

利用光学比较溶液颜色的深度，可以测定溶液的浓度。

根据吸收光的波长范围不同以及所使用的仪器精密程度，可分为光电比色法和分光光度法等。

比色分析具有简单、快速、灵敏度高等特点，广泛应用于微量组分的测定。

通常中测定含量在10-1～10-4mg·L-1的痕量组分。

比色分析如同其他仪器分析一样，也具有相对误差较大（一般为1%～5%）的缺点。

但对于微量组分测定来说，由于绝对误差很小，测定结果也是令人满意的。

在现代仪器分析中，有60%左右采用或部分采用了这种分析方法。

在医学学科中，比色分析也被广泛应用于药物分析、卫生分析、生化分析等方面。

一、物质的颜色和光的关系光是一种电磁波。

自然是由不同波长（400～700nm）的电磁波按一定比例组成的混合光，通过棱镜可分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种颜色相连续的可见光谱。

如把两种光以适当比例混合而产生白光感觉时，则这两种光的颜色互为补色。

图8-1中处于同一直线关系的两种色光（如绿与紫、黄与蓝）互为补色。

当白光通过溶液时，如果溶液对各种波长的光都不吸收，溶液就没有颜色。

如果溶液吸收了其中一部分波长的光，则溶液就蜈现透过溶液后剩余部分光的颜色。

例如，我们看到KMnO4溶液在白光下呈紫红色，就是因为白光透过溶液时，绿色光大部分被吸收，而其他各色都能透过。

在透过的光中除紫红色外都能两两互补成白色，所以KMnO4溶液呈现紫红色。

有色溶液的颜色是被吸溶液能吸收黄色光，所以溶液呈蓝色。

由此可见，同理，CuSO4收光颜色的补色。

吸收越多，则补色的颜色越深。

比较溶液颜色的深度，实质上就是比较溶液对它所吸收光的吸收程度。