Tel:
Fax:
Email:
www.hayatiboskut.com.tr
6.3.2 Işık Absorbsiyonu
Pigmentlerin ışık yansıma/absorblama özelliklerini incelemeden önce rengin tanımını ve oluşumunu kısaca özetlemek gerekir. Herhangi bir maddenin göze görünen spektrumun belirli dalga boylarını absorbe etmesi o maddenin gözümüze renkli görünmesine sebep olur. Aşağıdaki tabloda, beyaz ışıktan absorbladığı dalga boyuna bağlı olarak bileşiğin hangi renkte veya renk karışımında görüleceği belirtilmektedir.
Bu renkler beyaz ışığı bir prizmadan geçirerek elde edilebilir. En yüksek enerjiye sahip olan viole ışık en çok kırılma açısını gösterir.
Bir cisim belli bir sıcaklıkta bu dalga boylarının bir veya birkaçını absorblar. Gözümüze görünen renkler, absorblanan dalga boyundaki rengin tamamlayıcı renkleridir. Ör. 6000 A0 luk sarı ışığı absorblayan cismi biz mavi olarak görürüz.Yeşil ışığın tamamlayıcıları olan eflatun spektrumda bulunmaz. Eflatun olarak bilinen optik görünüm, görünen spektrumun iki ucunda bulunan kırmızı ve violenin karışması sonucu oluşur ki böyle bir karışmanın spektrumda mümkün olamayacağı açıktır.
Işık absorbsiyonunun kısa dalga boylarına doğru kaymasına, rengin sarı-
Özet olarak spektrumun göze görünen alanında seçimli ışık absorbsiyonu yapabilen maddeler göze renkli görünürler.
Görünen ışık 4000-
6.4 Işık Absorbsiyonu ile İlgili Yasalar
Işık enerjisi ile madde arasındaki etkileşimler ve ışığın herhangi bir ortamdan geçişi ile ilgili olarak ortaya konan genel bilgilerden bazıları özetle verilecektir.
6.4.1 Kirschoff Yasası
“ Bir cisim belirli bir sıcaklıkta absorbladığı dalga boylarını aynı sıcaklıkta geri verir."
Kirschoff Yasası olarak bilinen bu ifade temel atom bilgilerimize uyar. Eğer bir elektronu üst enerji seviyesine çıkarmak için dalga boyunda bir ışık kullanmışsak, elektron temel enerji seviyesine döndüğünde aldığı enerjiyi tekrar geri vereceği için ışımanın dalga boyu yine olarak kalacaktır.
Ancak, pratikte Kirschoff Yasası'ndan sapmalar meydana gelir. Bunun iki sebebi vardır.
Birincisi; absorblanan ışık miktarının bir bölümünün kütle içinde ısı, titreşim veya diğer enerji türlerine dönüşmesidir.
İkincisi; ışık absorbsiyonu ile uyarılan elektronların yaptığı elektronik geçişlerden triplet tarzında olandır (Triplet elektronik geçiş Fosforessans adı ile bilinen uzun süreli emisyon spektrumlarına neden olur. Bu ışıma ilk defa elementel beyaz fosforda gözlendiği için bu tanımlama yapılmıştır. Diğer elektronik geçiş şekli; spin değiştirmeden yapılan singlet geçiştir. Kirschoff Yasası'ndan sapmaya neden olmayan bu geçişler Fluoressans özelliği ortaya çıkarır.)
Triplet elektronik geçişte; elektron daha yüksek bir enerji seviyesine çıkarken spin değiştirir. Temel seviyesine dönüşte tekrar eski spin değerini alır. Ancak spin değiştirme elektronun geri dönüşünü geciktirir ve gecikme sırasında aldığı enerjinin bir kısmı atomun diğer elemanlarına transfer olur. Her iki halde de elektron aldığı enerjiden daha azını geri verecektir.
Gustav Robert Kirschoff (1824-
denklemi göz önüne alındığında enerji azalması, absorblanan dalga boyundan daha büyük dalga boyundaki ışınların geri verilmesine yol açar ki bu Kirschoff Yasası'ndan sapmadır. Pratikte bütün absorbsiyonlarda Kirschoff Yasası'ndan az veya çok bir sapma söz konusudur. Bu yasanın ideal hale karşılık geldiğini belirtmek gerekir.
6.4.2 Stefan-
Madde tarafından sürekli ışınların yayılması maddenin yapısından çok maddenin sıcaklığına bağlıdır. Akkor haline getirilen bütün katılar birbirinin devamı olan çeşitli dalga boyunda ışınlar yayarlar. Böyle bir katının ard arda çeşitli ve sürekli ışınları verebilmesi, yapısında bulunan çok sayıda atom ve titreşimlerinden ileri gelir. Isıtıldığı zaman ard arda gelen sayısız ışınları yayan veya oda sıcaklığında beyaz ışının bütün dalga boylarını absorblayan maddeye siyah cisim denir. Siyah cismin sıcaklığı yükseldikçe yaydığı ışınların dalga boyları küçülür. Siyah bir cisimden ultraviole ışınlar elde edebilmek için onu yüksek sıcaklıklara kadar ısıtmak gerekir.
Mutlak siyah cismi yapmak mümkün olmamaktadır. Ancak siyah bir kübün bir yüzeyine bir delik açılırsa pratik bakımdan siyah cisim elde edilmiş olunur.Siyah cismin yaptığı her türlü ışıma Stefan-
Bir siyah cismin yapmış olduğu spektrum maddenin şekline, cinsine ve boyutuna bağlı olmayıp, sadece temperatürün bir fonksiyonudur
şeklinde ifade edilebilir. Siyah cismin ışıma şiddeti, I;
formülü ile Stefan-
q bir sabit olup değeri 5.669 10
Eşitlikte; T oK cinsinden mutlak sıcaklıktır (temperatürdür) ve sonuç Ao cinsinden bulunur.
Isınan telin ışıma yapmasıyla lambalar etrafı aydınlatır.
Farklı sıcaklıklardaki aynı demir parçasının renk değişimini görmektesiniz
6.4.3 Lambert ve Beer Yasaları
Lambert Yasası
Bir ortamın absorbladığı ışığın miktarı düşen ışığın şiddetine bağlı değildir ve ortamın her birim kesitinde gelen ışığın eşit miktarları absorblanır. Örneğin gelen ışığın şiddeti 100 ise ve ışığın geçtiği her birim kesit ışığını 1/10 kesrini absorbluyorsa, ışığın şiddeti her birim kesitten geçişin de 100, 90, 81, 72.9 oranlarında azalır. Yasanın matematik ifadesi;
Şeklindedir . gelen ışığın I, cisimden geçen ışığın şiddeti, cisme ait sabit katsayı, l cismin kalınlığıdır.
Beer Yasası
Absorblanan ışık miktarı içinden geçtiği ortamdaki molekül sayısı ya da konsantrasyonla orantılıdır. Bir ışık fotonunun absorblanması için yolu üzerindeki moleküllerle çarpışması gerekir. Çarpışma ihtimali de konsantrasyonla doğru orantılıdır.
denklemde c konsantrasyon a konsantrasyona bağlı sabittir. c mol/l cinsinden olursa a'ya molar absorbsiyon katsayısı denir ve ile gösterilir.
terimine absorbans (A)
terimine transmitans (T) ya da geçirgenlik denir
Bir ortamın absorbladığı ışığın miktarı düşen ışığın şiddetine bağlı değildir.
