
【機】 law of photochemical absorption
光化吸收律(Law of Photochemical Absorption)是光化學中的基礎理論,指物質在特定波長光照下吸收光能并引發化學反應的定量規律。其核心原理可追溯至格羅特斯-德雷珀定律(Grotthuss–Draper law),即隻有被物質吸收的光才能引發光化學反應。該定律的數學表達通常與比爾-朗伯定律(Beer-Lambert law)結合,公式為:
$$ A = varepsilon cdot c cdot l $$
其中$A$為吸光度,$varepsilon$為摩爾吸光系數,$c$為溶液濃度,$l$為光程長度。這一關系式在光催化、大氣化學和光合作用研究中具有重要應用,例如解釋植物葉綠體對特定光譜的吸收效率。
現代研究進一步細化了該定律的適用條件,如美國化學會(ACS)出版物指出,光化吸收過程需滿足斯塔克-愛因斯坦方程(Stark-Einstein equation),即每個分子僅吸收一個光子完成初級反應。中國科學出版社《光化學原理》中亦強調,該定律的驗證需在單色光及低光強條件下進行,以避免多光子吸收幹擾。
光的吸收定律(又稱光化吸收律)是描述物質對光吸收強度與物質特性之間關系的規律,主要包含以下兩個核心内容:
光化學第一定律(Grotthuss-Draper定律)
該定律指出:隻有被物質吸收的光才能引發光化學反應。這意味着光的波長必須與物質分子/原子的能級差匹配,才能被吸收并導緻電子躍遷。例如,植物光合作用中葉綠素主要吸收紅光和藍光,正是基于這一原理。
朗伯-比爾定律(Lambert-Beer定律)
定量描述光強衰減的公式為:
$$
A = log_{10}left(frac{I_0}{I}right) = varepsilon c l
$$
其中:
該定律在分析化學中廣泛應用,例如通過比色法測定溶液濃度。需要注意的是,實際應用中需滿足單色光、稀溶液等條件。若涉及光化學反應,還需結合量子效率等參數綜合分析。
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