Fotometrie je analytická spektrální metoda využívající interakce mezi hmotou a zářením. Atomy a molekuly mohou přecházet z nižších energetických do stavů s vyšší energií (excitovaný stav) stavů. K energetickému přechodu je nutná energie, kterou může molekula iont, získat absorbcí světelné energie. Metoda využívající tento postup se nazývá absorpční fotometrie. Energeticky bohatý stav je však nestabilní, a proto se molekula, iont navrací do stavu základního za vyzáření určitého množství energie ve formě fotonu a tepelného záření.Metoda využívající tento princip je nazývána emisní spektrofotometrie.
Základní vlastnosti světla
Světlo má korpuskulárně vlnový charakter – je jednotou vlny a částice. tuto vlastnost nazýváme jako dualizmus světla. Při zkoumání světla záleží na přístupu, která vlastnost se projeví.
Vlnový charakter
Každá vlna je charakteristická vlnovou délkou a frekvencí. Pro výpočet energie vlnění platí vztah:
E = h · n kde: h – Plankova konstanta (h = 6,625 · 10-34 J.s).
Částicový charakter
Max Plank při svých pokusech zjistil, že některé vlastnosti světla se dají vysvětlit pouze tehdy, když si představíme, že elektromagnetické záření je složeno z částic (kvant), které se šíří rychlostí světla prostorem. tyto částice byly nazvány fotony. Pro každou částici je charakteristická její hmotnost. Pokud známe její hmotnost můžeme vyvodit její energii z Einsteinova vztahu E = m · c2.
Dualistivká povaha
Pokud spojíme předcházející vzaty týkající se energií. Dostaneme vztah:
h · n = m · c2. Po úpravách získáme vztah:
Tento vztah vyjadřuje dualistickou povahu světla, protože je v něm obsažena l – vlnová délka (charakteristické pro záření) a m – hmotnost (charakteristické pro částici).
Charakteristiky světla
- rychlost (v) – která je v různých prostředích různá. Největší rychlosti dosahuje světlo ve vakuu kde je rychlost 299792,458 km/s. Tato rychlost je konstantou, rychleji se nemůže pohybovat nic.
- vlnová délka (l) – u světla je udávána v nm (nanometry). Je charakterizována jako dvojnásobná vzdálenost dvou sousedních uzlů. uzel je místo ve kterém vlna protne přímku.
- vlnočet (u) – udává počet kmitů na jednotku délky. jednotkami je m-1.
- frekvence (kmitočet) (u) – udává počet vlnových délek prošlých určitým místem prostoru za určitý čas. jednotkami jsou Herz (Hz), nebo sekunda na -1 (s-1)
- amplituda (A) – Amplituda udává výšku vlny. Její kvadrát (druhá mocnina) udává intenzitu záření, tedy jeho energii.
Světlo
Světlo je soubor světelných vln s plynule se měnící vlnovou délkou. Oblast světelných vln je jen malá část ze souboru elektromagnetického záření. Interval vlnových délek pro světlo je asi 400 – 800 nm (tento interval vnímáme okem) Hodnot nižších než 400 nm nabývá ultrafialové světlo, hodnot vyšších než 800 nm světlo infračervené. Interval vlnových délek 400 – 800 nm můžeme vidět jako duhu.