透過光学素子の出射光の強度の比と単色光で照らされた半透明の溶液の試料に光強度入射します。
サンプルを通過する光の物理的なプロセスは光透過率と呼ばれ、透過率は光透過率の尺度です。透過率は、とりわけ水やアルコールなどの溶媒に一般的に溶解するサンプルの濃度を決定するための重要な値です。
図1.透過率測定用のアセンブリ。出典：F. Zapata。
電子光度計は、その表面に当たる光の強度に比例する電流を測定します。透過率を計算するには、通常、溶媒のみに対応する強度信号を最初に測定し、この結果をIoとして記録します。
次に、溶解したサンプルを同じ照明条件で溶媒に入れ、電子光度計で測定された信号をIとすると、透過率は次の式に従って計算されます。
T = I / Iまたは
透過率は、溶媒透過の強度に対するサンプルの光度の尺度であるため、無次元量であることに注意してください。
透過率とは？
媒体での光の吸収
光がサンプルを通過するとき、光エネルギーの一部は分子によって吸収されます。透過率は、分子または原子レベルで発生する現象の巨視的な尺度です。
光は電磁波であり、それが運ぶエネルギーは波の電場と磁場の中にあります。これらの振動場は、物質の分子と相互作用します。
波によって運ばれるエネルギーは、その周波数に依存します。単色光には単一の周波数がありますが、白色光には周波数の範囲またはスペクトルがあります。
電磁波のすべての周波数は、300,000 km / sの同じ速度で真空中を移動します。真空中の光の速度をcで表すと、周波数fと波長λの関係は次のようになります。
c =λ⋅f
cは定数なので、各周波数はそれぞれの波長に対応します。
物質の透過率を測定するには、可視電磁スペクトル（380 nm〜780 nm）、紫外領域（180〜380 nm）、赤外領域（780 nm〜5600 nm）の領域を使用します。
物質媒質中の光の伝播速度は周波数に依存し、c未満です。これは、白色光を構成する周波数を分離できるプリズムでの散乱を説明します。
光吸収の分子理論
これらの遷移は、図2に示す分子エネルギー図で最もよく理解できます。
図2.分子エネルギー図。出典：F. Zapata。
図では、水平線は異なる分子エネルギーレベルを表しています。ラインE0は基本的またはより低いエネルギーレベルです。レベルE1およびE2は、より高いエネルギーの励起レベルです。E0、E1、E2レベルは、分子の電子状態に対応します。
各電子レベル内のサブレベル1、2、3、4は、各電子レベルに対応する異なる振動状態に対応します。これらの各レベルには、各振動レベルに関連付けられた回転状態に対応するように示されていない細かい区分があります。
この図は、赤外線、可視光線、紫外線の範囲の光子のエネルギーを表す垂直矢印を示しています。見て取れるように、赤外光子には電子遷移を促進するのに十分なエネルギーがありませんが、可視光と紫外光はそうです。
単色ビームの入射光子のエネルギー（または周波数）が分子のエネルギー状態間のエネルギー差と一致すると、光子の吸収が発生します。
透過率が依存する要素
前のセクションで述べたことによると、透過率はいくつかの要因に依存します。
1-サンプルが照らされる頻度。
2-分析する分子のタイプ。
3-溶液の濃度。
4-光ビームが移動した経路の長さ。
実験データは、透過率Tが濃度Cと光路の長さLで指数関数的に減少することを示しています。
T = 10 -a⋅C⋅L
上記の式では、aは定数であり、周波数と物質のタイプに依存します。
運動が解決されました
演習1
特定の物質の標準サンプルの濃度は、1リットルあたり150マイクロモル（μM）です。525 nmの光で透過率を測定すると、0.4の透過率が得られます。
同じ物質で濃度が不明な別のサンプルの透過率は、同じ周波数で同じ光学的厚さで測定すると0.5です。
2番目のサンプルの濃度を計算します。
応答
透過率Tは、濃度Cで指数関数的に減衰します。
T = 10 -b⋅L
以前の等式の対数をとると、次のようになります。
log T =-b⋅C
各サンプルに適用された以前の等式をメンバーごとに除算し、未知の濃度について解きます。
C2 =C1⋅（ログT2 /ログT1）
C2 =150μM⋅（log 0.5 / log 0.4）=150μM⋅（-0.3010 / -0.3979）=113.5μM
参考文献
- Atkins、P。1999。PhysicalChemistry。オメガ版。460-462。
- ガイド。透過率と吸光度。回収元：quimica.laguia2000.com
- 環境毒性学。透過率、吸光度、ランベルトの法則。回復：repositorio.innovacionumh.es
- 物理的な冒険。吸光度と透過率。から回復：rpfisica.blogspot.com
- 分光測光。回収元：chem.libretexts.org
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