قانون بير لامبرت

يعد قانون بير لامبرت (بالإنجليزية: Beer–Lambert law) والذي يعرف أيضًا بقانون بير، وقانون لامبرت بير، وقانون بير لامبرت بوغوير أحد أهمّ قوانين علم البصريات.

ويوضح القانون العلاقة التجريبية التي تربط بين امتصاص الضوء وخصائص الوسط الممتص على ضوء دراسة بير المتعمقة لشدة الضوء، فطوّر النظرية التي تنص على أن العين لا تستطيع تحديد مقدار السطوع، ليستطيع أن يثبت أن العين وبالرغم من ذلك تستطيع اكتشاف فرق السطوع بين جسمين، ليصبح بذلك مؤسس القياس الضوئي.

تجدر الإشارة إلى أن العالم بيير بوغوير اكتشف القانون في عام 1729 م، في حين أن جميع تجاربه في هذا المجال نُشرت في كتاب بعد وفاته في عام 1760 م باسم أطروحة بصرية عن تدرج الضوء، بينما ينص قانون بير لامبيرت على أنَّ شدة الضوء المار خلال عينة يتناقص حسب تركيزها وسماكتها ضمن الطول الموجي المحدد.

ينطبق ما سبق وذكر على أي شكلٍ آخر من الأشعة الكهرومغناطيسية، حيث إنّ تركيز المقدار الضوئي المقاس يتناسب طرديًا مع مقدار الطاقة الممتصة من الضوء، بينما تتناقص طاقة الحزمة العابرة بشكلٍ لوغاريتمي على طول خط العبور، ويشير القانون إلى وجود ارتباط لوغاريتمي بين نفاذية الضوء وحاصل ضرب معامل امتصاص المادة والمسافة التي يقطعها الضوء خلال المادة.

صيغة قانون بير لامبرت

يُعبر عن قانون بير لامبرت بعلاقتين رياضيتين إحداهما لوغاريتيمة والأخرى حسابية، كما هو موضح أدناه:

الامتصاصية = لوغاريتم₁₀ (شدة الضوء الابتدائية / شدة الضوء النهائية) = معامل الامتصاص × طول مسار الضوء × تركيز المحلول

وبالرموز:

ا = لو₁₀ (ش₀ / ش) = ε × ل × ت

وبالإنجليزية:

Absorbance = log₁₀ (Intensity Initial / Intensity Final) = Proportionality Constant × Length of Path × Solution Concentration؛

وبالرموز الإنجليزية:

A = log₁₀ (I₀ / I) = ε L c

حيث أن:

ا (A): الامتصاصية، تقاس بوحدة لتر/مول.سم.
ش₀(I₀): شدة الضوء الابتدائية، تقاس بوحدة نانومتر .
ش (I): شدة الضوء النهائية، تقاس بوحدة نانومتر.
ε: معامل الامتصاص.
ل (L): طول مسار الضوء، يقاس بوحدة سم.
ت (c): تركيز المحلول، يقاس بوحدة مول/لتر.

أهمية قانون بير لامبرت

يدرس قانون بير لامبرت العلاقة بين التركيز والامتصاص، لذا يستخدم بكثرة في العديد من المجالات وأهمها:

قياسات التحليل الكيميائي.
تسهيل عملية تحديد المادة عن طريق القياس الطيفي، مثال ذلك؛ تحديد كمية الصفائح الدموية أو كريات الدم الحمراء في عينة دم باستخدام مقياس الطيف الضوئي.
وصف الإشعاع الشمسي أو النجمي في الغلاف الجوي.
يلعب دورًا بالغ الأهمية في مجال العلوم المختلفة كالكيمياء والفيزياء، كونه يُستخدم في تحديد تركيز المحاليل الكيميائية ، وتحليل الأكسدة، وقياس تحلل البوليمر.

شروط تطبيق قانون بير لامبرت

لا بدّ من توفر عدد من الشروط كي تنطبق حالة المحلول على قانون بير لامبرت، وفي حال الإخلال بأحدها أو عدم وجوده من الأساس عندها لا يمكن تطبيق القانون، وفيما يلي ذكر لتلك الشروط الواجب توفرها بالتفصيل:

يجب أن يكون تركيز المحلول منخفضًا، لأنه عندما يكون تركيزه مرتفعًا فإنه:
- تنشأ بين جزيئاته المتقاربة من بعضها البعض تفاعلات تغير من قيمة معامل الامتصاص.
- تغير معامل الانكسار نظرًا لاختلافه باختلاف تركيز المحلول، الأمر الذي يؤدي إلى تغير قيم الامتصاصية والامتصاصية المولية.
يجب أن يكون الإشعاع أحادي اللون حصرًا، بمعنى أنه يحتوي على طول موجي واحد فقط.
يجب تفادي وجود أي إشعاع شارد (تسرب الضوء من الجهاز) لأنه يضر بدقة نتائج التجربة وبالتالي القانون.

مسائل تدريبية على قانون بير لامبرت

وفيما يلي بعض المسائل الحسابية على قانون بير لامبرت:

حساب مقدار تركيز المحلول

مثال 1: احسب تركيز محلول مادة كيميائية أقصى امتصاص تبلغ 275 نانومتر، وطول مسار الضوء 1 سم، إذا علمت أنه بعد استخدام مقياس الطيف الضوئي وجد أن الامتصاصية 0.7 لتر/مول.سم، في حين أن معامل الامتصاص 8400؟

الحل:

كتابة القانون: الامتصاصية = معامل الامتصاص × طول مسار الضوء × تركيز المحلول
تعويض المعطيات في القانون، 0.7 = 8400 × 1 × ت
إيجاد الناتج، ت = 8.33 × 10مول/لتر.

مثال 2: احسب تركيز محلول سمكه 2 سم يمر خلاله ضوء شدته 450 نانومتر، إذا علمت أن معامل الامتصاص 0.2 والنفاذية 40 %؟

الحل:

كتابة القانون، الامتصاصية = لوغاريتم₁₀ (شدة الضوء الابتدائية / شدة الضوء النهائية) = معامل الامتصاص × طول مسار الضوء × تركيز المحلول
تعويض المعطيات في القانون، لوغاريتم₁₀ (0.4) = 0.2 × 2 × تركيز المحلول
إيجاد الناتج، تركيز المحلول = 0.9948 مول/لتر.

حساب مقدار امتصاصية المحلول

احسب امتصاصية عينة من الدم لمادة مشعة تمر من خلالها، إذا علمت أن تركيز العينة يساوي 4.8 × 10مول/لتر، وسمكها 5 سم، ومعامل الامتصاص 8000؟

الحل:

كتابة القانون، الامتصاصية = معامل الامتصاص × طول مسار الضوء × تركيز المحلول
تعويض المعطيات في القانون، الامتصاصية = 8000 × 5 × 4.8 × 10
إيجاد الناتج، الامتصاصية = 1920 لتر/مول.سم.

يستخدم قانون بير لامبرت في حساب شدة ضوء معين وكمية امتصاصه بعد عبوره خلال عينة سائل ما بتركيز معين، وتجدر الإشارة إلى أن لكل سائل معامل امتصاص خاص يؤثر في كمية امتصاصه للضوء الذي يعبر خلاله، ويعتمد مقدار امتصاص الضوء عمومًا على سمك السائل، فكلما قطع الضوء أو الإشعاع مسافة أكبر داخل السائل زاد مقدار امتصاصه له.

يستخدم قانون بير لامبرت في العديد من التطبيقات الفيزيائية والكيميائية، ومن أشهر استخداماته تحليل البيليروبين في عينات الدم، وتحليل الإشعاع الشمسي داخل الغلاف الجوي.

2023-12-1731تعليم

مزيد من المشاركات

فوائد النشادر للجسم

النشادر النشادر أو ما يُعرف علميًّا بكلوريد الأمونيوم هو مسحوقٌ بلوريٌّ أبيض، ويصنّف أنّه أحد أهمّ أملاح الأمونيوم، يتمّ تحضيره صناعيّاً كناتجٍ ثانويّ من عملية سولفاي من أجل تحضير كربونات الصوديوم، أمّا تحضيره مخبريّاً فيتم من خلال تبخير المحلول الذي ينتج عن تفاعل الأمونياك وكلوريد الهيدروجين، يتميّز بأنّه يُمكن تخزينه بسهولةٍ كون بلّوراته لا تتكتّل ولا تَسيل. هل يُمكن استخدام النشادر للجسم؟ على الرغم من دخول النشادر في صناعة بعض مواد التجميل أو حتى الأدوية، إلا أنّه لا يوجد أي أدلة علمية

طرق لمعرفة الحمل منزلياً

طرق لمعرفة الحمل منزليًا لا زالت دقّة طرق واختبارات الحمل منزلية الصنع قيد البحث؛ إذ لم يثبت حتى الآن أخصائيو الرعاية الصحية والباحثون دقتها وفعاليتها في إمكانية الكشف عن حدوث الحمل، وعلى الرغم من أنّ الأقاويل حول صحتها منتشرة بين بعض الأشخاص، إلّا أنّ التوافق الذي قد يحدث بين نتيجة أحد الاختبارات الموثوقة وطرق الكشف عن الحمل منزلية الصنع محضٌ للصدفة، ولا يعني ذلك أن طرق الكشف عن الحمل منزلية الصنع صحيحة أو دقيقة، وفيما يأتي أبرز الطرق المنزلية المستخدمة للكشف عن الحمل والشائعة بين عامة الناس:

كيف تحدث الفيضانات

كيفية حدوث الفيضانات من أهمّ أسباب وُقوع الفيضانات ما يَأتي: الأمطار هطول الأمطار بشكلٍ غزير في فترة زمنيّة قصيرة قد يُؤدّي إلى حدوث فيضان؛ إذ قد يتجاوزُ منسوب المطر قُدرة أنظمة التّصريف على حمل المياه بعيداً عن الشّوارع والمدن، وفي أحيان أُخرى يُمكن أن يُؤدّي هطول أمطار خفيفة أو متوسّطة بشكل مُتواصل لعدّة أيّام أو أسابيع إلى وُقوع نفس النّتيجة. فيضان النّهر ويحدثُ عند زيادة منسوب المياه بحيث تفيض نحو مناطق اليابسة على ضِفَّتَي النّهر. يحدث هذا النّوعُ من الفيضانات عندما تتراكمُ المياه أكثر من

فوائد البن للبشرة

فوائد بن القهوة للبشرة هناك الكثير من الفوائد للقهوة التي تساعد في الحصول على بشرةٍ مشرقةٍ، ومنها: تعالج آثار الندب والبثور؛ حيث تحتوي القهوة على مضادات الأكسدة المعروفة بتأثيرها المُحفّز داخل الجسم من خلال تطبيقها موضعياً على البشرة. تأخّر ظهور علامات الشيخوخة؛ حيث تعمل على التقليل من الخطوط الدقيقة والبقع والاحمرار في البشرة. التقليل من ظهور حبّ الشباب؛ حيث تحتوي القهوة على مادةٍ مضادةٍ للالتهاب، والبكتيريا الضارة للبشرة. التقليل من الهالات السوداء؛ حيث يساعد الكافيين على توسع الأوعية

ثمرات الحياء

الحياء جعل الإسلام للأبواب الواسعة من الأخلاق والخصال مفتاحاً ومقياساً يبيّن جميلها وقبيحها، وهو خلق الحياء فهو حسن الخلق بعينه ويكون بالحياء من الله، ومن الناس، ومن النفس، ويعدّ علامة الإيمان فلا غرابة في أن يكون الحياء هو خلق الإسلام، كما قال عليه الصلاة والسلام: "إنَّ لكلِّ دينٍ خلُقاً، وخُلُق الإسلام الحياء". إنّ الحياء خاصية من الخصائص التي أوجدها الله في الإنسان وجعله مفطوراً عليه ليبتعد بذلك عن الذنوب والمعاصي والشهوات؛ فهو خلق يبعث صاحبه على فعل الخير واجتناب القبيح، ويعدّ من الأخلاق

نقص هرمون التستوستيرون عند النساء

هرمون التستوستيرون هو هرمون ذكوري يتمّ إفرازه بنسب مختلفة عند كلا الجنسين حيث يفرز من الخصيتين عند الرجال، ومن المبيضين والغدّة الجار كلوية، والدهون، وبعض أنواع الأنسجة عند النساء، وتكمن أهميته عند الرجال في المحافظة على كثافة العظام، ويلعب دوراً مهمّاً في إنتاج خلايا الدم الحمراء، وفي إنتاج الحيوانات المنويّة، بالإضافة لزيادة الرغبة الجنسيّة، ومعدل الانتصاب عند الرجال. أهمية هرمون التستوستيرون تكمن أهمية هرمون التستوستيرون عند النساء في الآتي: يظهر علامات البلوغ لدى الإناث كنموّ الثديين،

ما هو التونر للبشرة

التونر للبشرة يُعدّ التونر من مُستحضرات العناية بالبشرة التي تُنظّف، وتُرطب، وتُغلق مسام البشرة، كما تُوازن درجة حموضة الجلد، وتعمل بمثابة واقٍ ضدّ العوامل المُلوّثة الخارجية، وهناك العديد من أنواع التونر التي يُمكن استعمالها، أو يُمكن تحضير التونر منزلياً، واختيار المكونات المناسبة حسب طبيعة البشرة. تونر النعناع يُمكن صُنع تونر طبيعي باستعمال أوراق النعناع بالطريقة الآتية: المكونات: كوب ونصف من الماء. كوب من أوراق النعناع. طريقة التحضير: يُوضع الماء على النار حتى يغلي. تُنقع أوراق النعناع

ما سبب بكتيريا البول

أسباب بكتيريا البول عندما تدخل البكتيريا مجرى البول تبدأ بالنمو، مُسبّبة ما يُعرف بالتهاب المسالك البولية، وعادة ما تنجم هذه الحالة عن التعرض للبكتيريا التي تُعرف باسم الإشريكية القولونية (بالإنجليزية: Escherichia coli) وهي مسؤولة عن 90% من حالات العدوى غير المعقّدة، وتعيش هذه البكتيريا عادةً في الأمعاء وحول فتحة الشرج، وفيما يأتي ذكر بعض الأسباب المؤدية لبكتيريا البول: انتقال البكتيريا من منطقة الشرج إلى مجرى فتحة البول. الإصابة بالتهاب يحول دون خروج البكتيريا من مجرى البول أثناء عملية