Techniklexikon

Lambert-Beersches Gesetz

Atom- und Molekülphysik, Beschreibung der Intensitätsabnahme elektromagnetischer Strahlung durch Absorption in einem Medium. Das für allgemeine Absorptionsprozesse gültige Gesetz geht auf das Beersche Gesetz zurück, das von A. Beer in der Mitte des 19. Jhs für die Strahlungsabsorption in Flüssigkeiten aufgestellt wurde. Betrachtet man Licht der Intensität P₀, das auf ein Medium der Dicke d trifft, so ist, in einem klassischen Bild, die in einem Streifen der Dicke Dx absorbierte Intensität DP proportional der Anzahl Dn der absorbierenden Teilchen in dem betrachteten Streifen (siehe Abb.). Bei konstanter Teilchendichte c ist Dn gegeben durch Dn = c × A × Dx (A: die von dem einfallenden Strahl getroffene Querschnittsfläche). Aus der absorbierten Leistung DP = -P k c × A Dx = -Pa Dx (k: dimensionslose Materialkonstante, die die Absorptionswahrscheinlichkeit angibt) ergibt sich ein exponentielles Abklingen der Intensität in dem absorbierenden Medium: P(x) = P₀ e^-ax (a: Absorptionskoeffizient). Diese Gleichung ist die Formulierung des Lambert-Beerschen Gesetzes; seine wichtigste Anwendung findet sich in der Atom-Absorptions-Spektroskopie, wo die Frequenzabhängigkeit der Absorptionswahrscheinlichkeit ausgenutzt wird, um die Lage atomarer und molekularer Energieniveaus zu untersuchen.

Lambert-Beersches Gesetz: Optische Absorption bei Durchgang von Licht der Intensität P₀ durch eine absorbierende Probe der Dicke Dx = b. Das transmittierte Licht hat die Intensität P_t. Die absorbierte Intensität DP ist proportional zur Anzahl Dn der absorbierenden Teilchen.