Елементи хвильової оптики.
Інтерференція світла — перерозподіл інтенсивності світла в результаті накладення (суперпозиції) декількох світлових хвиль. Це явище супроводжується чергуванням в просторі максимумів і мінімумів інтенсивності. Її розподіл називається інтерференційною картиною.
Методом одержання стійкої інтерференційної картини для світла служить використання повітряних прошарків, засноване на однаковій різниці ходу двох частин хвилі: однієї – відразу відбитої від внутрішньої поверхні лінзи і інший – що пройшла повітряний прошарок під нею і лише потім відбилася. Її можна отримати, якщо покласти плосковипуклу лінзу на скляну пластину опуклістю вниз. При освітленні лінзи зверху монохроматичним світлом утворюється темна пляма в місці достатньо щільного зіткнення лінзи і пластинки, оточене чергуючимися темними і світлими концентричними кільцями різної інтенсивності. Темні кільця відповідають інтерференційним мінімумам, а світлі – максимумам, одночасно темні і світлі кільця є ізолініями рівної товщини повітряного прошарку. Вимірявши радіус світлого або темного кільця і визначивши його порядковий номер від центру, можна визначити довжину хвилі монохроматичного світла. Чим крутіше поверхня лінзи, особливо ближче до країв, тим менше відстань між сусідніми світлими або темними кільцями.
Явище дифракції полягає у відхиленні світлових променів від прямолінійного поширення в середовищах з перешкодами (дуже вузькі отвори, краї з перешкодами). В області геометричної тіні і поблизу неї в освітленій частині поля зору спостерігається така ж картина, як і при інтерференції когерентних світлових пучків. Це дає змогу зробити висновок, що основою явищ дифракції та інтерференції є хвильові властивості світла. Явище дифракції свідчить про порушення законів геометричної оптики. Воно спостерігається на відстанях 
від перешкоди, де D – лінійні розміри отвору перешкоди, l – довжина хвилі.
Дифракцiя свiтлових хвиль не дозволяє розрiзняти найдрiбнiшi деталi предметiв за допомогою оптичних приладiв. Найменша вiдстань мiж двома точками, при якiй їх зображення не зливаються, називається роздiльною вiдстанню оптичного приладу (d). Для мiкроскопа роздiльна вiдстань , де u – апертурний кут (половина кута мiж крайнiми променями, які падають вiд точки предмета на об’єктив i попадають в око спостерiгача), n – показник заломлення середовища.
Для пояснення поширення світла Гюйгенс сформулював принцип, згідно з яким кожна точка середовища, якої досягне фронт хвилі в певний момент часу, є джерелом вторинних хвиль. Поверхня, що огинає ці елементарні хвилі, визначає положення фронту хвилі, що поширюється в середовищі в наступний момент часу. Виходячи з принципу Гюйгенса можна пояснити хід променів при відбиванні і заломленні світла, проникнення світла в область геометричної тіні. Проте вказаний принцип не пояснював закономірності розподілу енергії вздовж хвильового фронту. Цей недолік був усунений Френелем, який розглядав хвилю, що проходить в довільну точку середовища, як наслідок інтерференції вторинних хвиль певного хвильового фронту.
За принципом Гюйгенса–Френеля, при поширенні в просторі обмежених фронтів світлових хвиль, світло спостерігається лише там, де елементарні хвилі, які випромінюються всіма точками фронту хвилі, що поширюються, додаючись, підсилюють одна одну. Там, де елементарні хвилі гасять одна одну, спостерігається інтерференційний мінімум.
На основі принципу Гюйгенса–Френеля можна пояснити всі дифракційні явища, а також прямолінійне поширення світла. Так, всі вторинні хвилі, що випромінюються вторинними джерелами, які знаходяться на поверхні фронту хвилі АВ (рис. 4), гасяться в результаті інтерференції, за винятком хвиль від джерел, розташованих на малій ділянці сферичного сегмента ав, перпендикулярного до SM. Світло поширюватиметься вздовж вузького конуса з дуже малою основою, тобто практично прямолінійно
Дифракційна решітка – сукупність великої кількості вузьких щілин, розділених непрозорими проміжками.
Якщо ширина прозорих щілин – а, ширина непрозорих проміжків – b, то величина d=а+b називається періодом (сталою) дифракційної решітки.
Знаючи період дифракційної решітки, її можна використати для визначення довжини світлової хвилі. Вимірявши величину кута j, що визначає відповідне положення максимуму, знайдемо:
Головні максимуми при дифракції на решітці спостерігаються під кутами, що задовільняють умову:
(n=0, 1, 2, 3…)
Умова дифракційних мінімумів:
(n=0, 1, 2, 3…)
Між головними дифракційними максимумами розміщені N-1 мінімуми і N-2 слабкі вторинні максимуми, де N – число всіх щілин в решітці.
Дифракція на відбиваючій дифракційній гратці
Майже у всіх спектральних дослідженнях використовується дифракція при відбитті. Дію відбиваючої гратки можна легко зрозуміти, розглянувши інтерференцію деяких плоских хвиль, які були відбиті на гранях штрихів гратки.
Нехай грані штрихів гратки, складають із площиною гратки кут , відстань між штрихами , а ширина грані . Коли на гратку падає світло у напрямку 1, складаючи з нормаллю до площини гратки кут , то воно відбиватиметься у напрямку 2, складаючи із нормаллю кут .
Геометрична різниця ходу між променями, дифрагуючих від сусідніх штрихів, рівна: . Положення головних максимумів для відбиваючої гратки знаходиться формулою . При нормальному падінні променів на гратку (), умова дифракційних максимумів матиме вигляд: .
Дифракцією світла називається явище відхилення світла від прямолінійного напрямку поширення при проходженні поблизу перешкод. Як показує досвід, світло за певних умов може заходити в область геометричної тіні. Якщо на шляху рівнобіжного світлового пучка розташована кругла перешкода (круглий диск, кулька або круглий отвір у непрозорому екрані), то на екрані, розташованому на досить великій відстані від перешкоди, з’являється дифракційна картина – система почергових світлих і темних кілець. Якщо перешкода має лінійний характер (щілина, нитка, край екрана), то на екрані виникає система рівнобіжних дифракційних смуг.
Терміном поляризація електромагнітної хвилі або поляризація світла описується просторова орієнтація електричної складової електромагнітної хвилі – вектора напруженості електричного поля.
Електромагнітна хвиля в порожнечі завжди поперечна, тобто вектор напруженості електричного поля перпендикулярний до напрямку поширення хвилі. Однак при цьому залишаються ще дві незалежні, відмінні можливості орієнтації напруженості. Що більше, цей вектор може змінювати свою орієнтацію з плином часу.
Електромагнітні хвилі, залежно від виду поляризації, поділяються на
· неполяризовані
· лінійно-поляризовані
· циклічно-поляризовані
· еліптично поляризовані
Поляриметрія (рос. поляриметрия, англ. polarimetry; нім. Polarimetrie f) – метод дослідження речовин, оснований на вимірюванні міри поляризації світла і оптичної активності, тобто величини кута повороту площини поляризації світла при проходженні його через оптично активні речовини. Кут повороту в розчинах залежить від їх концентрації, тому П. широко застосовується для вимірювання концентрації оптично активних речовин. Зміна кута обертання при зміні довжини хвилі світла (спектрополяриметрія) дозволяє вивчати будову речовини і визначати кількість у суміші оптично активних речовин. П. використовується в різних галузях пром-сті для аналізу органічних сполук, продуктів переробки гірничо-хім. сировини.
Сахариметр – поляризаційний прилад для визначення вмісту цукру (рідше інших оптично активних речовин) в розчинах шляхом вимірювання кута обертання площини поляризації ( ВПП) світла , пропорційного концентрації розчину.
У cахариметрі здійснюється поворот площини поляризації , рівний і протилежний за знаком в розчині. Роль компенсатора в сахариметрі відіграє лінійно зміщається кварцовий клин . Так як залежності оптичної активності кварцу і цукру від довжини хвилі світла практично однакові , використання кварцового компенсатора дозволяє висвітлювати розчин білим світлом.
Відлік кута обертання ведеться по лінійній шкалі , проградуірованной у відсотках змісту активної речовини в розчині. Як і в поляриметрії , в Цукрометрія при компенсації відбувається зрівнювання яркостей двох половин поля зору. Умови вимірювання вмісту цукру за допомогою сахариметра стандартизовані.
Принцип дії спектральних приладів
Класифікація спектральних приладів. Основними компонентами спектрального приладу є: джерело оптичного випромінювання; кювета зі зразком, що досліджується; дисперсійний елемент (призма або дифракційна решітка); фотоприймач; система реєстрації.
Залежно від призначення, спектральні прилади поділяють на такі типи:
1. Спектрометр — прилад для вимірювання розподілу енергії світлових потоків за довжинами хвиль випромінювання.
2. Спектрофотометр — прилад для порівняння потоку випромінювання, що вимірюється, з еталонним для безперервного чи дискретного ряду довжин хвиль випромінювання. Він використовується для визначення концентрації елементів і речовин у зразку шляхом порівняння інтенсивностей спектральних ліній або смуг поглинання чи випромінювання.
3. Спектрограф — прилад, в якому приймач реєструє випромінювання практично усього оптичного спектра.
4. Монохроматор – прилад для виділення вузьких ділянок спектра оптичного випромінювання.
5. Флуориметр – прилад для вимірювання інтенсивності флуоресценції.
6. Спектрофлуориметр – прилад для вимірювання спектрів збудження та випромінювання флуоресценції речовини.
Принцип дії спектральних приладів. Залежно від дисперсійного елемента розрізняють спектральні прилади з призмою або дифракційною решіткою. Схему приладу першого типу зображено на рис. 20.26, а. Оптичне випромінювання джерела проходить через вхідну щілину приладу, де формується зображення джерела. Світло, яке виходить із щілини, проходить через коллімуючу лінзу; заломлені призмою промені світла збираються лінзою на площині спостереження. У приладах другого типу як диспергуючий елемент застосовують дифракційну решітку. За аналогічних розмірів диспергуючого елемента спектральне розділення ди – фракційної решітки вище, ніж у призми.
Спектрофотометр СФ-103 – однопроменевий скануючий спектрофотометр із розширеним спектральним діапазоном в ультрафіолетовій (УФ) та видимій областях довжин хвиль з автоматичним вибором на 8 кювет.
Основні особливості: відображення спектру на екрані, можливість автоматичного калібрування по декількох точках (до 7) при роботі в режимі вимірювання.
Область застосування: наукові, імунохімічні, біохімічні, бактеріологічні, екологічні дослідження. Прилад також використовується для дослідження якості води та продуктів харчування, відходів і складу ґрунтів у лабораторіях медичних установ, промислових підприємств, у навчальних закладах. Прилад оснащений цифровим дисплеєм для фіксації коефіцієнта світлопропускання, абсорбції та концентрації.
Спектральні прилади мають таку класифікацію:
Одноканальні спектральні прилади із просторовим поділом довжин хвиль:
1. Однопроменеві спектрофотометри — прилади для області 0,19—1,1 мкм.
2. Спектрометри комбінаційного розсіювання можуть бути однопроменевими і двопроменевими.
3. Швидкісні спектрометри (хроноспектрометри).
4. Спектрометри високої роздільної здатності для досліджень структури атомних і молекулярних спектрів.
5. Двопроменеві спектрофотометри (СФ) У двопроменевих оптичних схемах потік від джерела розділяється на два пучки — основний і пучок порівняння.
Багатоканальні спектральні прилади із просторовим поділом довжин хвиль:
1. Полум’яні спектрофотометри вимірюють інтенсивності ліній абсорбції (емісії, флуоресценції) атомів елементів у полум’ї спеціальних пальників чи інших “атомізаторів”.
2. Квантометри — фотоелектричні установки для промислового спектрального аналізу. Вони будуються на основі поліхроматорів; вихідні отвори поліхроматора виділяють із спектру випромінювання досліджуваної речовини аналітичні лінії та лінії порівняння, що відповідають потоку і посилаються на приймачі (фотопомножувачі), встановлені в кожному отворі.
3. Спектрографи одночасно реєструють протяжні ділянки спектру, розгорнутого у фокальній площині на фотопластинках або фотоплівках (фотографічні спектрографи).
4. Швидкісні багатоканальні спектральні прилади для досліджень спектрів швидкоплинних процесів.
Фотометрія (від фото і метрія) – розділ фізичної оптики, в якому розглядаються енергетичні характеристики оптичного випромінювання, які випромінюються джерелами та поширюються в різних середовищах і взаємодіють з тілами. При цьому енергія електромагнітних коливань оптичного діапазону усереднюється за малими інтервалами часу, що, однак, значно перевищують період таких коливань. Фотометрія охоплює як експериментальні методи та засоби вимірювання фотометричних величин так і теоретичні положення та розрахунки, які відносяться до цих величин.
Принцип роботи і будова фотоелектроколориметра
Оптичні методи дослідження зв’язані в більшості випадків з фотометрією, тобто з вимірюванням інтенсивності світла після проходження через досліджуваний об’кт. Фотометричні вимірювання бувають об’єктивні, які виконуються з допомогою приладів без участі ока (наприклад, з допомогою фотоелемента) і суб’єктивні, або візуальні, які проводяться безпосередньо оком. Розглянемо принцип роботи об’єктивного фотоелектроколориметра.
В основі принципу роботи приладу покладено метод вирівнювання двох світлових потоків шляхом зміни одного з них з допомогою діафрагми із змінним отвором. Світловий пучок від джерела світла 1, пройшовши через світлофільтр 2, падає на призму 3, яка розділяє пучок на два: лівий і правий. Світловий пучок, пройшовши через лінзи 5 і відбившись від дзеркала 4, падає паралельно на кювети 6. Пройшовши кювети, падає на лінзи 8 і, відбившись від дзеркала 4, падає на фотоелементи 9.
У правий світловий пучок можуть вставлятися послідовно кювети з розчином і з розчинником. Розсувні діафрагми 10, розташовані в правому і лівому пучках світла, при обертанні зв’язаних з ними барабанів міняють свою площу, змінючи тим самим інтенсивність світлових потоків, які падають на лівий і правий фотоелементи. Правий світловий пучок є вимірювальним, лівий – компенсаційним.
Прилади молекулярно-абсорбційної спектроскопії
Прилади абсорбційної спектроскопії складаються з таких головних частин:
¨ джерело випромінювання,
¨ оптичні засоби, серед яких найважливішими є диспергуючі – монохроматори у спектрофотометрі, світлофільтри у фотоколориметрі,
¨ приймач потоку випромінювання (детектор).
Як джерело випромінювання найчастіше використовують лампи розжарювання, які дають світловий потік із суцільним спектром випромінювання в широкому діапазоні (350 – 1000 нм). В окремих випадках джерелом випромінювання може бути воднева лампа (суцільний спектр у діапазоні 220 – 350 нм) або ртутно-кварцева лампа (лінійчатий спектр в діапазоні 315-630 нм). Оптичну густину забарвленого розчину завжди вимірюють відносно розчину порівняння (нульового розчину), яким може бути або сам розчинник, або всі реактиви, крім визначуваного компонента, так, щоб не утворювалася забарвлена речовина.
Усі оптичні деталі в приладах для фотометрії, які працюють у видимій області спектра, виготовляють із скла, а для роботи в ультрафіолетовому діапазоні – кварцову оптику. Межі інтервалу пропускання довжин хвиль світлофільтрів – від 100 до 20-40 нм.
Як приймачі потоку випромінювання у всіх приладах використовують фотоелементи. У фотоелементі світловий потік викликає появу фотоструму, сила якого пропорційна інтенсивності світлового потоку.
Прилади для вимірювання абсорбції випромінювання називають фотометрами. Вони можуть бути однопроменеві і двопроменеві. У двопроменевих фотометрах одночасно вимірюють поглинання випромінювання чистим розчинником і розчином з визначуваним інгредієнтом або стандартним розчином та розчином з визначуваним інгредієнтом.
Використання спектрофотометрів з призмою або дифракційною ґраткою забезпечує високу монохроматизацію потоку випромінювання, що підвищує чутливість та селективність спектрофотометричного методу порівняно із фотометром. Це дає можливість також вимірювати оптичну густину за межами видимого світла (УФ, ІЧ). Використання монохроматорів з високим ступенем монохроматичності дає змогу усунути відхилення від основного закону світло поглинання.
Фотоколориметри
Є два типи фотометрів: однопроменеві та двопроменеві. У однопроменевих спочатку в пучок світла поміщають кювету з розчинником, а потім таку ж кювету із забарвленим розчином, отже, вимірюють фотострум послідовно. Недоліком є те, що протягом проміжку часу між вимірюваннями можуть мінятися параметри джерела живлення і в результаті інтенсивність світлового потоку. Цього недоліку позбуваються у двопроменевих фотометрах, у яких оптичну густину вимірюють одночасно у двох кюветах.
Спектрофотометр з 0/45 геометрією
Прилад передбачає освітлення зразка випромінюванням, що падає нормально, під кутом 00, на поверхню зразка, та реєстрацію відбитого від цієї поверхні випромінювання під кутом 450 (рис. 21). Така геометрія приладу дозволяє запобігти впливу дзеркально відбитого випромінювання, яке направлене протилежно випромінюванню, що падає на зразок.
Спектрофотометричний метод – один з найбільш поширених методів дослідження в біології. У біологічних дослідженнях найчастіше використовуються спектрофотометри (СФ) і фотоелектроколориметри (ФЕК). Для виділення ділянки спектра або окремих довжин хвиль в спектро-фотометрах використовують, як правило, призми або дифракційні гратки.
Принципова схема сучасних спектрофотометрів включає в себе кілька блоків.
Будова спектрофотометра: джерело світла (Л); монохроматор (М); кювета із зразком (К); фотоелемент – найчастіше використовується фотоелектронний помножувач (ФЕП); блок підсилювача фотоструму (П); реєструючий пристрій (РП, С ).
Світловий пучок від джерела світла потрапляє в монохроматор через вхідну щілину і розкладається дифракційною граткою або призмою в спектр. Монохроматор – це оптична система, яка виділяє з усього спектра джерела світла випромінювання певної довжини хвилі. У видимій області використовуються звичайні скляні призми, але в ультрафіолетовій області вони не придатні, оскільки скло починає поглинати при λ <400 нм, тому призми виготовляють із кварцу. Монохроматичний пучок світла проходить через кювету і його інтенсивність вимірює приймач світла ФЕП. Фотострум подається на вхід підсилювача, потім сигнал перетворюється в спеціальному електронному блоці (РП) і подається на реєструючий пристрій.
У монохроматичний потік випромінювання, що надходить з вихідної щілини в кювету, по черзі вводяться контрольний і досліджуючий зразки. Випромінювання, що пройшло через кювету, потрапляє на фотоелемент, який перетворює світлову енергію в електричну. Електричний сигнал підсилюється і реєструється.
Поляризаційні мікроскопи дозволяють виявляти неоднорідності (анізотропію) структури при вивченні будови тканин і утворень в організмі при поляризованому світлі (візуалізація зображення об’єкта в поляризованих променях). Поляризаційний мікроскоп широко використовують у медико-біологічних дослідженнях при вивченні препаратів крові, шліфів зубів, кісток і т.п. (мікроскоп Альтами ПОЛАР -варіант 1, мікроскоп Полам Л-213М).
Лабораторні поляризаційні мікроскопи серії ПОЛАМ призначені для досліджень прозорих об’єктів у прохідному світлі – звичайному і поляризованому. Мікроскопи можуть працювати в комплексі з периферійним устаткуванням. Мікроскопи застосовуються в мінералогії, кристалографії, медицині, біології, хімії, криміналістиці та інших областях науки і техніки.
Люмінесцентні мікроскопи – це мікроскопи відбитого світла плоского поля, призначені для дослідження непрозорих об’єктів з різним ступенем роздільної здатності, і напівпрозорих об’єктів. Люмінесцентні мікроскопи серії Альтами ЛЮМ, Микмед-2 вар. 11 і Микмед-2 вар. 12 призначені для імунологічних досліджень із застосуванням флюоресцентних і ферментних міток широкого профілю (родамін, пероксаза та ін.), а також гістологічних і цитологічних досліджень у клінічній лабораторній діагностиці.
Стереомікроскопи є мікроскопами тільки прямого вигляду. За допомогою звичайного прямого/інвертованого мікроскопа поглинутого/відбитого світла плоского поля або стереоскопічного здійснюються спостереження об’єкта за методом світлого поля: на світлому полі спостерігається зображення контрастного однотонного або природного кольорового об’єкта. Стереомікроскопи призначені для дослідження непрозорих об’єктів з різним ступенем роздільної здатності та напівпрозорих об’єктів. За допомогою стереомікроскопів здійснюються спостереження об’єкта за методом світлого поля: на світлому полі спостерігається об’ємне зображення контрастного однотонного або природного кольорового об’єкта. Мікроскоп МБС-10 призначений для спостереження як об’ємних предметів, так і тонких плівкових і прозорих об’єктів, а також препарованих робіт. Спостереження може здійснюватися як при штучному, так і при природному освітленні у відбитому і прохідному світлі. Область застосування: ботаніка, біологія, медицина, мінералогія, археологія, машинобудування, приладобудування та інші області науки і техніки.
Явище голографії можна пояснити виходячи із законів інтерференції і дифракції.
Для отримання об’ємного зображення предмета голограму ставлять в те місце, де раніше була розташована фотопластинка. При освітленні голограми світловим пучком того ж лазера і під тим самим кутом, під яким було проведене експонування, відбувається дифракція опорної хвилі на голограмі, і ми бачимо об’ємне зображення предмета.
Застосування оптичних захисних елементів (голограм) вважається спеціалістами як ефективний і надійний захист від підробок. Оптичні елементи захисту розміщені на дифракційно-оптичних структурах, які знаходяться в шарі фольги. При відповідному рівні виготовлення голограм підробити чи скопіювати ці елементи практично неможливо.
Для виготовлення голограми застосовують цілий ряд дуже складних і точних процесів, зокрема, лазерну інтерфераційну фотореєстрацію об’єкта, Фур’є-кодування, комп’ютерний синтез, растровий запис. На одну голограму можна записати десятки зображень, створити тривимірні зображення зі стереоскопічними і об’ємними ефектами, цілим рядом ефектів руху і інтенсивними кольорами райдуги, які є складовими частинами білого кольору. В залежності від освітлення ми бачимо різні орнаменти, кольори і зображення. Комплексна структура і безмежні можливості використання голографії — утворюють надійний захист від підробок.
Технологія виготовлення голографічних знаків захисту на замовлення клієнта вимагає значних затрат часу і коштів. Таке виробництво розраховано на великі тиражі. Спеціалістами старанно добирається комплекс операцій і послідовність їх виконання, особливо для захисту. Можна застосовувати на вибір фольгу для гарячого тиснення і наклейки з безкінечними або окремими зображеннями. Зображення стандартної програми спеціально підбирають для тих галузей, в яких спостерігається завдяки своєму вигляду вони перетворюють ознаки захисту в товарний знак і стають невід’ємною складовою частиною інформації про продукт.
Голографічна фольга для гарячого тиснення складається з поліестерової основи, на яку нанесені різні шари лаку, а також клейового грунту. В процесі гарячого тиснення шар, який відділяється, активізується внаслідок нагріву і тиску. При цьому проходить міцне з’єднання лакового пакету з основою з полімерних матеріалів, паперу або термопаперу.
Голографічна етикетка являє собою самоклейку, штамповану етикетку з голографічною структурою, яка при спробі її змістити або зняти, руйнується. Носієм служить силіконовий папір. Голографічні етикетки можна наносити вручну або з використанням машини. Підбір конкретної технології переносу залежить від обладнання і основи, яка використовується. Поліестрова основа знімається пристроєм змотування плівки.
Метод отримання об’ємних зображень (голографія) був відкритий у 1947 Деннісом Габором. На відміну від фотознімка, який фіксує лише інтенсивність світла і створює плоске зображення об’єкта, голографія реєструє хвильовий фронт світлового променя і створює тривимірне зображення предмета. Лише через 23 роки після публікації своїх перших праць Габор отримав Нобелівську премію з фізики.
Поглинання світла
Світлова хвиля, проходячи через речовину, поступово затухає. Цей процес супроводжується поглинанням, відбиванням і розсіюванням енергії. Чим більше атомів і молекул зустрінеться на шляху світлового потоку, тим більше світло буде поглинатися. Певна частина енергії хвилі переходить в інші види енергії. Відбуваються підвищення інтенсивності теплового руху атомів і молекул (тепловий ефект), а також процеси іонізації і збудження атомів, фотохімічні реакції тощо.
Перехід енергії світлової хвилі у різні види внутрішньої енергії речовини називають поглинанням світла.
Закон Бугера показує, що інтенсивність світла при проходженні через речовину зменшується за експоненціальним законом. Можна дати інше формулювання закону Бугера: в шарах однорідного середовища однакової товщини поглинається одна і та ж частина енергії.
Фізичний зміст монохроматичного показника поглинання такий: він чисельно дорівнює оберненій товщині шару , проходячи через який інтенсивність енергії зменшується в разів.
Оптична густина розчину пропорційна концентрації речовини і товщині шару, в якому відбувається поглинання.
На законі Бугера–Бера ґрунтується один з методів визначення концентрації речовини в забарвлених розчинах.
Для визначення концентрації розчину використовують фотоелектроколориметр, у якому один фотоелемент освітлюють променями, що пройшли через розчин, а інший – променями, які пройшли через розчинник, і за різницею двох фотострумів визначають концентрацію розчину.
Залежність оптичної густини від довжини хвилі називають спектром поглинання. Графік цієї залежності являє собою криву з максимумами в певних інтервалах довжин хвиль, у яких відбувається сильне поглинання. У білків максимум поглинання припадає на довжину хвилі 280 нм, у нуклеїнових кислот – 260 нм, хлорофіл має два максимуми поглинання в інтервалах 400–440 нм і 600–630 нм, тобто майже у всьому діапазоні видимого світла, крім зеленого. Тому листя рослин має зелене забарвлення.
Пристрій, що призначений для реєстрації спектрів поглинання, називається спектрофотометром.
