当发射连续光谱的光源发出的光(强度为I。)通过浓度为C的原子蒸气时,有一部分光被吸收,而透过光的强度(I)的频率分布如图85所示。
实验证明,I0和I的关系遵守朗伯一比尔定律,即
I = I0e-kvcl
式中 L一一吸收层厚度(厘米),
Kv一—吸收系数,Kv的因次为厘米-1,它是频率v的函数。
当原子蒸汽的厚度保持一定时设K = KvL
所以I=I0·e -kc
A=log I0/I=KC A称为吸光度
图86所示为Kv对V的典型曲线,通常称为吸收线的轮廓。在中心频率V0处Kv有极大值(K0),当Kv等于极大值一半时,K0/2处两点间的横坐标值叫做吸收线的半宽度(△v)。
吸收线具有一定宽度是由以下几点原因产生的:
(1)谱线的自然宽度,一般约为10A数量级;
(2)多普勒变宽又叫谱线的热变宽,它由原子的热运动引起;
(3)罗兰兹变宽,由于粒子碰撞引起:
(4)赫鲁兹马克变宽,因与同种原子碰撞或接近引起。(3)和(4)两种变宽又叫压力变宽,它们在气压低于0.01毫米时可忽略不计;
(5)斯塔克变宽,由外部电场或带电粒子和离子形成的电场引起;
(6)齐曼变宽,因磁场影响而产生。一般在原子吸收中可忽略不计。
从上面的谱线变宽可知,无论是原子发射或吸收线的轮廓都有一定的宽度。此时,朗伯比尔定律不适用。只有当使用锐线光源(例如空心阴极灯),发射线的半宽度在0.01A时,就可近似地把锐线光源相对于吸收轮廓当作单色光。此时,朗伯一比尔定律适用。