
【机】 law of photochemical absorption
光化吸收律(Law of Photochemical Absorption)是光化学中的基础理论,指物质在特定波长光照下吸收光能并引发化学反应的定量规律。其核心原理可追溯至格罗特斯-德雷珀定律(Grotthuss–Draper law),即只有被物质吸收的光才能引发光化学反应。该定律的数学表达通常与比尔-朗伯定律(Beer-Lambert law)结合,公式为:
$$ A = varepsilon cdot c cdot l $$
其中$A$为吸光度,$varepsilon$为摩尔吸光系数,$c$为溶液浓度,$l$为光程长度。这一关系式在光催化、大气化学和光合作用研究中具有重要应用,例如解释植物叶绿体对特定光谱的吸收效率。
现代研究进一步细化了该定律的适用条件,如美国化学会(ACS)出版物指出,光化吸收过程需满足斯塔克-爱因斯坦方程(Stark-Einstein equation),即每个分子仅吸收一个光子完成初级反应。中国科学出版社《光化学原理》中亦强调,该定律的验证需在单色光及低光强条件下进行,以避免多光子吸收干扰。
光的吸收定律(又称光化吸收律)是描述物质对光吸收强度与物质特性之间关系的规律,主要包含以下两个核心内容:
光化学第一定律(Grotthuss-Draper定律)
该定律指出:只有被物质吸收的光才能引发光化学反应。这意味着光的波长必须与物质分子/原子的能级差匹配,才能被吸收并导致电子跃迁。例如,植物光合作用中叶绿素主要吸收红光和蓝光,正是基于这一原理。
朗伯-比尔定律(Lambert-Beer定律)
定量描述光强衰减的公式为:
$$
A = log_{10}left(frac{I_0}{I}right) = varepsilon c l
$$
其中:
该定律在分析化学中广泛应用,例如通过比色法测定溶液浓度。需要注意的是,实际应用中需满足单色光、稀溶液等条件。若涉及光化学反应,还需结合量子效率等参数综合分析。
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