No debe confundirse con Ley de Lambert
En óptica, la ley de Beer-Lambert, también conocida como ley de Beer o ley de Beer-Lambert-Bouguer es una relación empírica que relaciona la absorción de luz con las propiedades del material atravesado.
La ley de Beer fue descubierta independientemente (y de distintas maneras) por Pierre Bouguer en 1729, Johann Heinrich Lambert en 1760 y August Beer en 1852. En forma independiente, Wilhel Beer y Johann Lambert propusieron que la absorbancia de una muestra a determinada longitud de onda depende de la cantidad de especie absorbente con la que se encuentra la luz al pasar por la muestra.
Expresión
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La ley de Beer-Lambert relaciona la intensidad de luz entrante en un medio con la intensidad saliente después de que en dicho medio se produzca absorción. La relación entre ambas intensidades puede expresarse a través de las siguientes relaciones:
Para líquidos:
I 1 I 0 = 10 − α ℓ = 10 − ε ℓ c = 10 − A {displaystyle {I_{1} over I_{0}}=10^{-alpha ell }=10^{-varepsilon ell c}=10^{-A}}
Para gases:
I 1 I 0 = e − α ′ ℓ = e − σ ℓ N = e − A ′ {displaystyle {I_{1} over I_{0}}=e^{-alpha ‘ell }=e^{-sigma ell N}=e^{-A’}}
donde:
I 1 , I 0 {displaystyle I_{1},I_{0},}
A = α ℓ = ε ℓ c {displaystyle A=alpha ell =varepsilon ell c,}
A = − log 10 I 1 I 0 {displaystyle A=-log _{10}{frac {I_{1}}{I_{0}}}}
ℓ {displaystyle ell ,}
c {displaystyle c,}
α {displaystyle alpha }
α ′ = 4 π k λ λ {displaystyle alpha ‘={frac {4pi k_{lambda }}{lambda }}}
λ {displaystyle lambda ,}
k λ {displaystyle k_{lambda },}
La ley explica que hay una relación exponencial entre la transmisión de luz a través de una sustancia y la concentración de la sustancia, así como también entre la transmisión y la longitud del cuerpo que la luz atraviesa. Si conocemos ℓ {displaystyle ell } 
Las unidades de c y α dependen del modo en que se exprese la concentración de la sustancia absorbente. Si la sustancia es líquida, se suele expresar como una fracción molar. Las unidades de α son la inversa de la longitud (por ejemplo cm-1). En el caso de los gases, c puede ser expresada como densidad (la longitud al cubo, por ejemplo cm-3), en cuyo caso α es una sección representativa de la absorción y tiene las unidades en longitud al cuadrado (cm², por ejemplo). Si la concentración de c está expresada en moles por volumen, α es la absorbencia molar normalmente dada en mol cm-2.
El valor del coeficiente de absorción α varía según los materiales absorbentes y con la longitud de onda para cada material en particular. Se suele determinar experimentalmente. La ley tiende a no ser válida para concentraciones muy elevadas, especialmente si el material dispersa mucho la luz. La relación de la ley entre concentración y absorción de luz está basada en el uso de espectroscopia para identificar sustancias.
Ley de Beer-Lambert en la atmósfera
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Esta ley también se aplica para describir la atenuación de la radiación solar al pasar a través de la atmósfera. En este caso hay dispersión de la radiación además de absorción. La ley de Beer-Lambert para la atmósfera se suele expresar
I n = I 0 exp ( − m ( k a + k g + k N O 2 + k w + k O 3 + k r ) ) {displaystyle I_{n}=I_{0},exp {(-m(k_{a}+k_{g}+k_{NO_{2}}+k_{w}+k_{O_{3}}+k_{r}))}}
,
donde cada k x {displaystyle k_{x}} 
Véase también
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Enlaces externos
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Ley de Beer-Lambert
En óptica, la ley de Beer-Lambert, también conocida como ley de Beer o ley de Beer-Lambert-Bouguer es una relación empírica que relaciona la absorción de luz con las propiedades del material atravesado.
Ecuaciones
Esto se puede expresar de distintas maneras:
Dónde:
- A es la absorbancia (o absorbencia)
- I0 es la intensidad de la luz incidente
- I1 es la intensidad de la luz una vez ha atravesado el medio
- l es la distancia que la luz atraviesa por el cuerpo
- c es la concentración de sustancia absorbente en el medio
- α es el coeficiente de absorción o la absorbancia molar de la sustancia
- λ es la longitud de onda del haz de luz
- k es el coeficiente de extinción
En resumen, la ley explica que hay una relación exponencial entre la transmisión de luz a través de una sustancia y la concentración de la sustancia, así como también entre la transmisión y la longitud del cuerpo que la luz atraviesa. Si conocemos l y α, la concentración de la sustancia puede ser deducida a partir de la cantidad de luz transmitida.
Las unidades de c y α dependen del modo en que se exprese la concentración de la sustancia absorbente. Si la sustancia es líquida, se suele expresar como una fracción molar. Las unidades de α son la inversa de la longitud (por ejemplo cm-1). En el caso de los gases, c puede ser expresada como densidad (la longitud al cubo, por ejemplo cm-3), en cuyo caso α es una sección representativa de la absorción y tiene las unidades en longitud al cuadrado (cm2, por ejemplo). Si la concentración de c está expresada en moles por volumen, α es la absorbencia molar normalmente dada en mol cm-2.
El valor del coeficiente de absorción α varía según los materiales absorbentes y con la longitud de onda para cada material en particular. Se suele determinar experimentalmente.
La ley tiende a no ser válida para concentraciones muy elevadas, especialmente si el material dispersa mucho la luz.
La relación de la ley entre concentración y absorción de luz está basada en el uso de espectroscopía para identificar sustancias.
Ley de Beer-Lambert en la atmósfera
Esta ley también se aplica para describir la atenuación de la radiación solar al pasar a través de la atmosfera. En este caso hay dispersión de la radiación además de absorción. La ley de Beer-Lambert para la atmosfera se suele expresar
,
donde cada kx es un coeficiente de extinción cuyo subíndice identifica la fuente de absorción o dispersión:
-
a
hace referencia a aerosoles densos (que absorben y dispersan)
-
g
son gases uniformemente mezclados (principalmente dióxido de carbono (
CO2
) y oxígeno molecular (
O2
) que sólo absorbe)
-
NO2
es dióxido de nitrógeno, debido principalmente a la contaminación (sólo absorbe)
-
w
es la absorción producida por el vapor de agua
-
O3
es ozono (sólo absorción)
-
r
es la dispersión de Rayleigh para el oxígeno molecular (
O2
) y nitrógeno (
N2
) (responsable del color azul del cielo).
Historia
La ley de Beer fue descubierta independientemente (y de distintas maneras) por Pierre Bouguer en 1729, Johann Heinrich Lambert en 1760 y August Beer en 1852.
Véase también
- Logaritmo
- Función exponencial
Ley de lambert
La ley de Lambert o también conocida como la ley de beer lambert establece la relación empírica que conecta la absorción de la luz y las propiedades de un material mientras viaja la luz.
Esta ley fue descubierta por varias formas, ya sean diferentes e independientes, el primero en descubrirlo fue el francés Pierre Bouguer en 1729.
La ley de beer-lambert está compuesta por la ley de Beer y de Lambert. Ambas leyes se basan en el comportamiento de la radiación absorbida por una muestra. La diferencia que se encuentra entre estas dos leyes es que la ley de Lambert predice el efecto que crea el espesor del medio, mientras la ley de beer implanta el efecto de la concentración, las dos sobre la fracción de radiación la cual absorbe.
La ley de Lambert dice que la pérdida de la intensidad en el momento en el que se encuentra en el medio es directamente proporcional a la intensidad y la longitud del recorrido. En otras palabras, si la intensidad aumenta, la longitud aumenta y si la intensidad disminuye la longitud con ella.
La ley de Beer-Lambert como su principal utilidad es conocer la determinación de las concentraciones de las disoluciones. En su contra afirma que la totalidad de la luz que emana de la muestra puede disminuir debido a los tres fenómenos siguientes:
- Concentración al número de materiales que absorbe en el momento de su trayectoria.
- La distancia del trayecto óptico à la distancia que tiene la luz para poder atravesar el elemento.
- Absorbencia o extinción à probabilidad que tiene un fotón en ser absorbido por la muestra.
Esta ley establece la conexión que se encuentra entre la absorción que hay en la radiación junto al densidad de la muestra.
Cuál es la fórmula de la ley de Beer Lambert
Los parámetros que se tienen en cuenta en esta ley además de las propiedades del material son:
- A: absorbancia de la disolución a una longitud de onda
- ɛ: coeficiente de extinción molar (M-1 · cm-1)
- b: longitud de paso de la cubeta (cm)
- C: concentración de la disolución
¿Qué es la transmitancia y la absorbancia?
En la ley de Beer – Lambert encontramos dos conceptos: La absorbancia y la transmitancia.
- La absorbancia es la cantidad de radiación que absorbe un material.
- La transmitancia es la proporción de luz que traspasa un material en un tiempo determinado.
