Оптические свойства чистой воды
Вода представляет собой плотно упакованную систему, в которой взаимодействие между молекулами весьма велико. В 1780 г. Г. Кавендиш и А. Л. Лавуазье установили, что вода состоит из кислорода и водорода, а спустя 25 лет А. Гумбольд и Ж. Л. Гей-Люссак доказали, что в процессе образования воды взаимодействуют два объема водорода и один объем кислорода1. Поэтому жидкую воду можно в известном смысле… Читать ещё >
Оптические свойства чистой воды (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Вода является самым распространенным веществом на Земле. Диапазон физических условий, в которых вода находится в океане (давление 1—1100 атм., температура от -2 до 30°С), таков, что оптические свойства ее во всем этом диапазоне практически неизменны.
Под чистой водой понимают химически чистое вещество, которое является смесью нескольких видов молекул воды с различным молекулярным весом. В настоящее время в лаборатории получено 36 различных изотопов молекулы воды. Некоторые из них радиоактивны, имеют очень малое время полураспада и практически не встречаются в природных водах.
В табл. 3.3.1 представлены характеристики чистой воды в спектральной области 250—800 нм по данным различных исследователей1.
Таблица 3.3.1
Оптические свойства чистой воды (t = 20°С).
X. | п (Х). | 102а, м~1 | Л. |
1,337. | 32,0. | 0,15. | |
1,359. | 15,0. | 0,27. | |
1,354. | 12,0. | 0,38. | |
1,349. | 8,2. | 0,41. | |
1,343. | 4,8. | 0,44. | |
1,342. | 4,0. | 0,44. | |
1,340. | 3,2. | 0,46. | |
1,339. | 2,7. | 0,54. | |
1,337. | 2,2. | 0,44. | |
1,336. | 1,9. | 0,24. | |
1,3355. | 1,6. | 0,10. | |
1,335. | 1,5. | 0,065. | |
1,335. | 1,4. | 0,047. | |
1,334. | 1,3. | 0,036. | |
1,334. | 1,2. | 0,030. | |
1,333. | 1,12. | 0,015. | |
1,333. | 0,93. | 0,0046. | |
1,332. | 0,82. | 0,0034. | |
1,332. | 0,72. | 0,0027. | |
1,331. | 0,64. | 0,0021. | |
1,331. | 0,56. | 0,0015. | |
1,330. | 0,50. | 0,0008. | |
1,329. | 0,40. | 0,0002. | |
1,329. | 0,39. | 0,0001. | |
1,329. | 0,35. | 0,0001. | |
1,328. | 0,29. | 0,0001. |
Вода представляет собой плотно упакованную систему, в которой взаимодействие между молекулами весьма велико. В 1780 г. Г. Кавендиш и А. Л. Лавуазье установили, что вода состоит из кислорода и водорода, а спустя 25 лет А. Гумбольд и Ж. Л. Гей-Люссак доказали, что в процессе образования воды взаимодействуют два объема водорода и один объем кислорода1. Поэтому жидкую воду можно в известном смысле рассматривать как макрокристалл из атомов водорода и кислорода (рис. 3.3.1)2.
Рис. 3.3.1. Молекула воды.
У молекулы воды имеются сильные полосы поглощения, находящиеся в области спектра X < 18,6 нм (электронные полосы), очень слабые полосы в видимой области, лежащие в интервале 543—847 нм (обертоны основных колебательно-вращательных частот молекулы), и сильные полосы в ИК области 944 нм и более. Большая часть полос поглощения жидкой воды связана с полосами водяного пара, т. е. со спектром изолированной молекулы. Тем не менее из-за сильного взаимодействия здесь наблюдаются заметные отличия: у воды полосы поглощения сдвинуты в сторону больших X, а сами полосы взаимно перекрываются, так что поглощение оказывается сплошным. В табл. 3.3.2 представлены значения коэффициента поглощения, полученные для совершенно чистой, дистиллированной воды3.
Таблица 3.3.2
Значения коэффициента поглощения, полученные для совершенно чистой, дистиллированной воды.
Длина волны, мкм | Коэффициент поглощения, м-1 | Длина волны, мкм | Коэффициент поглощения, м-1 |
0,658 | 0,320 | 0,602 | 0,173 |
0,643 | 0,291 | 0,590 | 0,089 |
- 1 Архипкин, В. С., Добролюбов С. А. Океанология. Физические свойства морской воды: учеб, пособие для академического бакалавриата. 2-е изд., испр. и доп., 2017.
- 2 Большая советская энциклопедия. В 30 т. Т. 18, 1978.
- 3 Шулейкин В. В. Краткий курс физики моря.
Длина волны, мкм. | Коэффициент поглощения, мг[1] | Длина волны, мкм. | Коэффициент поглощения, м-1 |
0,622. | 0,239. | 0,579. | 0,049. |
0,617. | 0,244. | 0,558. | 0,038. |
0,612. | 0,233. | 0,522. | 0,002. |
0,607. | 0,200. | 0,494. | 0,002. |
- [1] Ерлов Н. Г. Оптическая океанография.