Калькулятор оптической плотности

Рассчитайте оптическую плотность, абсорбанс и процент пропускания по интенсивности падающего и прошедшего света.

Расчёт оптической плотности
Введите интенсивности падающего и прошедшего света в одинаковых единицах и при совпадающих условиях измерения.

Об оптической плотности

Оптическая плотность показывает, насколько сильно образец ослабляет свет на выбранной длине волны. Её также часто называют абсорбансом. Калькулятор сначала делит интенсивность прошедшего света на интенсивность падающего, получая коэффициент пропускания в долях, а затем берёт отрицательный десятичный логарифм этого отношения. У идеально прозрачного образца коэффициент пропускания равен 1, а оптическая плотность — 0. Если образец пропускает десятую часть падающего света, его оптическая плотность равна 1, а если сотую — 2. Интенсивность падающего света измеряют до образца; опорный уровень часто задают с помощью холостой пробы или кюветы сравнения. Интенсивность прошедшего света измеряют после прохождения через образец. Можно использовать любые единицы интенсивности, поскольку в расчёте участвует только их отношение, но единицы, настройки детектора, длина волны и оптическая схема должны совпадать. Пропускание в процентах равно коэффициенту в долях, умноженному на сто. При обычных пассивных измерениях прошедшая интенсивность не должна превышать опорную; превышение обычно указывает на несогласованные базовые линии, дрейф или изменение настроек. Закон Бугера — Ламберта — Бера связывает абсорбанс с концентрацией: он равен произведению молярного коэффициента поглощения, длины оптического пути и концентрации. При подходящих условиях удвоение концентрации или длины пути удваивает оптическую плотность. Поэтому спектрофотометрия позволяет определять концентрации после калибровки. Однако молярный коэффициент поглощения сильно зависит от длины волны и химической формы вещества. Рассеяние, флуоресценция, паразитный свет, нелинейность детектора, химические взаимодействия и высокая концентрация могут приводить к отклонениям от этого простого закона. Таким образом, оптическая плотность отражает полное ослабление при измерении, а не всегда только молекулярное поглощение. Всегда правильно выполняйте коррекцию по холостой пробе и следите, чтобы кюветы были чистыми, правильно установленными и без пузырьков. Выбирайте длину волны, подходящую для определяемого вещества, и оставайтесь в надёжном диапазоне оптической плотности прибора. При высокой оптической плотности до детектора доходит очень мало света, поэтому паразитный свет и шум могут преобладать и снижать достоверность показаний. Калькулятор полезен для проверки лабораторных вычислений, пересчёта опубликованных значений пропускания и изучения логарифмического ослабления. В количественном анализе также нужны повторные измерения, калибровочные стандарты, оценки неопределённости и рекомендации изготовителя по характеристикам прибора.

Примеры оптической плотности

Важно отношение: пропорциональные пары интенсивностей дают одинаковый результат.

Исходные интенсивностиРезультат расчётаПояснение
Падающая 100; прошедшая 25OD 0.6021; пропускание 25%Образец пропускает четверть опорного света.
Падающая 2; прошедшая 0.02OD 2; пропускание 1%Проходит лишь сотая часть света.
Падающая 50; прошедшая 5OD 1; пропускание 10%Каждое десятикратное ослабление добавляет одну единицу оптической плотности.

Как рассчитать оптическую плотность

  1. Измерьте или введите опорную интенсивность падающего света.
  2. Измерьте или введите интенсивность прошедшего света в тех же единицах и условиях.
  3. Нажмите «Рассчитать оптическую плотность», чтобы получить абсорбанс и пропускание в процентах.
  4. Убедитесь, что показание находится в надёжном диапазоне измерений прибора.

Вопросы об оптической плотности

Оптическая плотность и абсорбанс — одно и то же?

В спектрофотометрии оба термина обычно обозначают отрицательный десятичный логарифм коэффициента пропускания. В некоторых областях оптическую плотность понимают шире, включая ослабление из-за рассеяния.

Почему оптическая плотность логарифмическая?

При прохождении света через вещество коэффициенты ослабления перемножаются. Логарифм превращает последовательные множители в слагаемые и обеспечивает линейную связь в законе Бугера — Ламберта — Бера.

Можно ли вводить интенсивности в разных единицах?

Нет, значения должны быть непосредственно сопоставимы, поскольку калькулятор вычисляет отношение. Общая единица сокращается, поэтому коэффициент пропускания и оптическая плотность безразмерны.

Что означает оптическая плотность 2?

Это означает, что коэффициент пропускания в долях равен 0.01. Иными словами, до детектора доходит один процент опорной интенсивности.

Почему высокие значения абсорбанса могут быть неточными?

При высоком абсорбансе до детектора доходит очень мало полезного света. Паразитный свет, шум детектора и неопределённость базовой линии тогда составляют большую долю измеряемого сигнала.