Примеры решения задач. Коротковолновое УФ-излучение с длиной волны 200 нм оказывает наиболее выраженное бактерицидное действие

Задача № 1

Коротковолновое УФ-излучение с длиной волны 200 нм оказывает наиболее выраженное бактерицидное действие, обусловленное изменением структуры белков, входящих в состав бактерий. Вычислить энергию, необходимую для изменения структуры этих белков. Ответ выразить в электронвольтах.Культура бактерий находится в чашке Петри диаметром 100 мм. Какое количество фотонов УФ-излучения попадает на поверхность культуры бактерий за 10 мин, если интенсивность облучения 0,3 мВт/см²?

Дано:

Решение: Энергия кванта равна

Отсюда

Поэтому

Интенсивность потока излучения равна энергии, падающей на единицу площади поверхности за единицу времени. Энергия потока равна произведению энергии одного фотона на число фотонов, т. е. nW.

Таким образом, . Отсюда .

Площадь круглой чашки Петри Следовательно, . Подставим числовые значения:

Ответ: энергия одного фотона 6,22 (эВ); на поверхность чашки Петри за 10 мин попадает 1,42·10¹⁹ фотонов.

 

Задача № 2

При прохождении через кювету с окрашенным раствором лекарственного вещества интенсивность света уменьшилась па 18 %. Определить показатель поглощения раствора. Во сколько раз уменьшится интенсивность света по сравнению с первым раствором, если концентрацию раствора увеличить в 5 раз? Толщина слоя раствора в кювете 8 см.

Дано:

Решение: В соответствии с законом Бугера, интенсивность света, прошедшего через слой вещества толщиной d, уменьшается по экспоненциальному закону:

,

где - показатель поглощения вещества.

Отсюда . Логарифмируя, получим:

Отсюда .

По условиям задачи . Преобразуя, получим:

 

.

.

 

Поглощение монохроматического света окрашенными растворами подчиняется закону Бера, согласно которому показатель поглощения прямопропорционален концентрации вещества в растворе, т. е. С, где - показатель поглощения для раствора единичной концентрации. Поэтому для растворов двух концентраций можно написать закон Бугера-Бера:

Ответ: интенсивность света во втором растворе уменьшится и будет равна .