比爾定律 (Beer’s Law)與吸收度 (Absorbance)
比爾定律,又稱作比爾──朗伯定律(Beer-Lambert Law),是一個光學基礎定律。當光穿透樣品溶液時,光的吸收度
其中
此外,我們需要瞭解的另一個重要定義是光的吸收度(absorbance)。當一束光線照射到一樣品溶液時,部份的光線會被樣品溶液吸收,剩下的光線則穿透樣品溶液,即原本光入射線強度
圖一、比爾定律吸收光路徑的示意圖。(圖片來源: WIKIPEDIA–Beer–Lambert law)
反言之,部份光被樣品吸收,定義光的被吸收度 A 為
吸收度A為一個大於等於零的實數;一般而言落在0至2之間,其中0所代表的意義即為完全無吸收,2則代表有百分之九十九的光通過時被吸收了。
之所以要定義吸收度,是因為光的穿透度,並不與濃度和光徑長呈完全負相關。例如光穿過兩杯一樣的溶液,在第一杯被吸收了50%,並不會穿過第二杯後就會全 部被吸收。而只有吸收度,是與光徑長、濃度呈正比的。例如光穿過兩杯一樣的溶液,在第一杯被吸收了50%,那麼就相當於對於第二杯的入射光只有50%,那 麼自然第二杯就該只吸收25%,其吸收的總光量只有增加一半,然而其總吸收度確實增加了一倍。一個有趣的實驗可以應證此一事實:取一個馬克杯加入半透明的 果汁,並逐漸加水稀釋。從正上方的角度可以看到,果汁的顏色即便是加水稀釋,也不會有所改變。這是由於在稀釋溶液濃度的同時,其光徑也在同時增加,兩者的 一增一減必然是互相抵銷的。
除了上述的各種吸收度的稱呼之外,另外一個稱做「吸收率」(absorptance)的係數也經常出現。吸收率以小寫印刷體的
值得注意的是,吸收率和吸收度是不同的,不能用於取代比爾定律中的吸收度。