ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ОЗОНУ - Значення озонового шару для Землі
Енергію молекули можна представити як суму трьох частин -- електронної, коливальної та обертальної енергій. Енергетичні стани, змінюються дискретним чином. Набори енергетичних станів індивідуальні для кожної молекули. Переходи молекули з одного енергетичного стану в інший супроводжуються поглинанням або випромінюванням кванта електромагнітної енергії. Спектри, що виникають при таких переходах, залежать від молекулярних сталих, молекули, що поглинає або випромінює та є своєрідною візитною карткою даної молекули. Для озону переходи між різноманітними електронними станами відбуваються при випромінюванні або поглинанні світла в видимій, ультрафіолетовій та так званій вакуумній ультрафіолетовій (нижче 2000 А) області спектра. Кожний електронний перехід супроводжується порівняно невеликими за енергіями змінами коливальних та вращательних станів молекули, через що електронно-коливально-обертальний спектр молекули представляє собою систему близько розташованих одна до одної смуг. Якщо при поглинанні світла молекула досягне збудженого стану, що має достатню енергію для того, щоб розірвати слабкий зв'язок в молекулі, то остання дисоціює. Для молекули озону енергія зв'язку (О--О2), розрив якої приводить до розпаду озону на молекулярний та атомарний кисень, складає 1,05 эВ.
Найбільш важливі смуги поглинання озону лежать в діапазоні довжин хвиль 2000--3000 А (рис.). Здатність газу поглинати випромінювання кількісно характеризується коефіцієнтом поглинання k в законі, який називають законом Буєра--Ламберта:
I(v, х)=I(v,0)10-k(v)x
Де I(v, 0) -- інтенсивність пучка монохроматичного світла частотою v, що приходить на вхідне вікно пристрою довжиною Х, заповненого газом при даному тиску; I(v, Х) -- інтенсивність світла, що пройшов крізь пристрій..) Виміряна в см"' величина коефіцієнту поглинання k(v) в смугах поглинання Хартлі молекули озону розрахована за формулою та представлена на рис. 2 в вигляді залежності від довжини хвилі випромінювання, що надходить. Як і більшість інших смуг поглинання в молекулярній спектроскопії, ці смуги носять ім'я науковця, що відкрив їх. В максимумі поглинання k =135 см""', при товщині шару озону 0,3 см з формули (1) виходить, що відношення I(v, 0): I(v, х) буде рівно 1040! Це значить, що земний шар озону послабить сонячне випромінювання цієї довжини хвилі в 1040 разів, тобто практично поглине його повністю.
При довжинах хвиль більше 3000 А біля смуг Хартлі з'являються більш слабкі смуги Хаггінса та Шалона-- Лефевра (рис. 2). Коефіцієнт поглинання в цих смугах на декілька порядків менше, ніж у смуг Хартлі. Окремі близько розташовані в цих системах смуги мають добре видимі різкі максимуми та мінімуми. В видимій частині спектру розташована на широка смуга Шаппюї, з якою пов'язаний синій колір озону. Сильне поглинання озону спостерігається в області вакуумного ультрафіолету (1000--2000 А). Разом з поглинанням в смугах Хартлі це поглинання приводить до обриву сонячного спектру на поверхні Землі при довжинах хвиль менше 2900 А, що дуже важливо для захисту життя на нашій планеті від короткохвильових випромінювань. Треб відмітити, що величини коефіцієнтів поглинання суттєво змінюються з температурою.
Смуги, що відповідають коливально - обертальним переходам в молекулі озону, розташовані в інфрачервоній області спектру (3--15 мкм). Коефіцієнти поглинання в цих смугах змінюються в широких рамках.
Первісним процесом фотохімічної реакції є дисоціація молекули. При цьому в залежності від того в яких смугах поглинання відбулася фотодисоціація, кінцеві продукти фотореакції можуть відрізнятися між собою. При розкладенні світлом озону на молекулярний та атомарний кисень в залежності від енергії кванта, який було поглинуто (довжини хвилі поглинутого світла) атом та молекула кисню можуть бути як в основних, так і в збуджених станах.
Реакційна здатність електронно-збуджених атомів та молекул сильно відрізняється від їх реакційної здатності в основному стані Для прикладу можна розглянути як проходить фотодисоціація при збудженні в смугах Шаппюї. При поглинанні червоного світла (~6000 А) первісний процес завершується розкладанням озону на атом та молекулу кисню в основних станах:
Оз hv = O(3P) + O2(3E)
За яким іде другорядний процес взаємодії атомарного кисню з озоном.
O(3P) + O3 = 2O2
Таким чином, в результаті поглинання одного кванта світла було зруйновано дві молекули озона. Одним з продуктів фоторозкладання при збудженні в смугах Хаггінса є збуджена молекула кисню:
O3 hv = O(3P) + O2(1E)
За яким йдуть процеси
O(3P) + O3 = 2O2
O2(1E) + O3 = 2O2 + O(3P)
O(3P) + O3 = 2O2
В результаті сумарний квантовий вихід розкладу Оз дорівнює 4м молекулам. Аналогічно можна показати, щ квантовий вихід фотодисоціації озону при збуджені в смугах Хартлі може дорівнювати 6.
З розглянутих закономірностей взаємодії світла з озоном можна зробити два важливих висновки: 1) молекули озону поглинають світло в широкому спектральному діапазоні від вакуумного ультрафіолетового до мікрохвильового частин спектра, причому найбільш інтенсивне поглинання спостерігається для довжин хвиль менше 3000 А; 2) при поглинанні світла озоном як в ультрафіолетовій, так і у видимій частинах спектра відбувається фотохімічне зруйнування озону з утворенням молекули кисню. Інші цікаві відомості про фізико-хімічні показники можна знайти в працях С. Д. Розумовського та Г. Е. Залікова.
Похожие статьи
-
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ОЗОНУ - Значення озонового шару для Землі
Це слово в перекладі з грецької мови означає "пахучий", "запашний", "той, що пахне". Кожен з нас відчував характерний різкий запах цього синюватого газу...
-
ОЗОНОВИЙ ЩИТ ЗЕМЛІ - Значення озонового шару для Землі
Історія вивчення озону не дуже тривала. Заслуга відкриття його шару належить фізикам із Франції: Ш. Фабрі та А. Б'юіссону, які в 1913 р. довели, що...
-
ОЗОН ТА ЖИТТЯ - Значення озонового шару для Землі
Надзвичайну важливість не тільки для історичної геології, а й для сучасної людини має питання про співвідношення життя та озона, що є в атмосфері. Можна...
-
ВИСНОВКИ - Значення озонового шару для Землі
Сучасна теорія ПСХ-ХФВ утворення озонової діри пояснює більшість даних спостережень. Виділення ХФВ в результаті лядської діяльності відповідає головним...
-
Определение озона, Причины возникновения "озоновых дыр" - Разрушение озонового слоя Земли
Известно, озон (Oз)- модификация кислорода - обладает большой химической реактивностью и токсичностью. Озон образуется в атмосфере из кислорода при...
-
Рекреаційні зони м. Києва і їх водні об'єкти На території Києва -- 447 водних об'єктів з яких: 129 озер, 102 ставки, 9 річок, 28 струмків, 24 затоки, 43...
-
С позиции самоорганизации в развитии открытых неравновесных систем выделяется плавный (эволюционный) этап, на протяжении которого не происходит серьезных...
-
Причины ослабления озонового щита - Озоновый слой
Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает...
-
С начала 20 века ученые наблюдают за состоянием озонового слоя атмосферы. Сейчас уже все понимают, что стратосферный озон является своего рода...
-
Озон - Современное состояние проблемы обеззараживания воды
Преимущества - Озон имеет более высокую эффективность, чем хлор, хлорамин и диоксид хлора с точки зрения инактивации вирусов Cryptosporidium и Giardia -...
-
Антропогенные причины разрушения озонового слоя - Разрушение озонового слоя
Нарастание концентрации хлорфторуглеродов (фреонов), диоксидов азота, метана и других углеводородов, поступающих в дополнение к естественным составляющим...
-
Озонна діра над Арктикою - Озонна діра над Арктикою
У 1985 р. фахівці з дослідження атмосфери з Британської антарктичної служби повідомили про зовсім несподіваний факт: весняний склад озону в атмосфері над...
-
Для понимания сущности управления эколого-экономическими процессами, в том числе и процессами в эколого-экономических системах, необходимо...
-
Загальні відомості про дозиметри Простота експлуатації даних приладів, які називаються дозиметри, дозволяє застосовувати їх населенням, що не володіє...
-
Рассчитанная мощность поглощенной дозы для фитопланктона водоема В-17 составила 1,7 Гр/сут (табл. 3). Фактически эта величина определялась мощностью...
-
Причины ослабления озонового щита. - Современные экологические проблемы РФ
Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает...
-
Роль среды для жизни - Основные проблемы экологии и роль среды для жизни
Каждый человек должен заботиться об обеспечении здоровой окружающей среды, постоянно защищать растительный и животный мир, воздух, воду и почву от...
-
Разнообразие, необходимое для жизни - Спасти растения
Казалось бы, что особенного в яблоках? Если вы живете там, где растет много яблок, то найти их не составит особого труда, да еще и можно выбрать на свой...
-
Радиоактивные выбросы при нормальной эксплуатации ОПД АС ММ. Радиоактивные выбросы при нормальной эксплуатации за календарный год представлены в таблице...
-
Значительное снижение уровня стратосферного озона приводит к возрастанию ультрафиолетового излучения, что негативно воздействует на биосферу Земли и...
-
Для проведения пенной флотации производят измельчение руды до крупности 0,5-1,0 мм в случае природногидрофобных неметаллических полезных ископаемых с...
-
Введение - Разрушение озонового слоя Земли
В ХХI в. среди многих глобальных экологических проблем биосферы остается весьма актуальной проблема разрушения озонового слоя и связанного с этим...
-
Установление ПДС для действующих предприятий ПДС - это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению с установленным режимом в...
-
Пылеуловители для очистки выбросов в атмосферу - Техника защиты окружающей среды
Пылеосадительные камеры. Очистку газов от пыли под действием сил тяжести производят в пылеосадительных камерах. Запыленный газ поступает в камеру, внутри...
-
Шляхи поліпшення стану поверхневих вод Водні об'єкти, які розташовані на території міста Києва, відіграють значну кліматоутворюючу роль, пом'якшуючи...
-
З розвитком містобудування, діяльності промисловості та транспорту, створенням звалищ відбувалось хронічне забруднення екосистем лісопаркових зон м....
-
Колі-титр - один із головних показників гігієнічності біомаси, і непрямий показник наявності патогенної флори та її здатності до виживання - знижується в...
-
Согласно ст. 14 Федерального закона "Об отходах производства и потребления", индивидуальные предприниматели и юридические лица, в процессе деятельности...
-
Первым этапом при организации обращения с отходами на предприятии является установление классов их опасности для окружающей среды. В соответствии со ст....
-
Найважливішим водним об'єктом столиці є Дніпро. Ця ріка значною мірою визначає зовнішність міста, його красу. Дніпро забезпечує мешканців міста водою,...
-
Классификация устройств для очистки воздуха от пыли Пылеулавливающее оборудование при всем его многообразии может быть классифицировано по ряду...
-
К основным параметрам бутовой полосы относят ее ширину и объем. Ширина бутовой полосы определяется по условиям: В = 6...8m. Где: m - выемочная мощность...
-
Разрушение озонового слоя земли хлорфторуглеводородами - Озоновый слой
В 1985 г. специалисты по исследованию атмосферы из Британской Антарктической Службы сообщили о совершенно неожиданном факте: весеннее содержание озона в...
-
Літосфера рослинний грунтовий ерозія Сучасний стан грунтів такий, що він є не стільки природним тілом, скільки продуктом людської діяльності. Шкідливий...
-
Різноманітний хімічний склад відходів і продуктів їх розкладання не виключає утворення хімічних сполук - каталізаторів за участю металів змінної...
-
Фильтры для очистки воды - Проблемы загрязнения водоснабжения
Фильтры для очистки воды: плюсы и минусы Здоровье - это самое дорогое, что у нас есть. По данным Всемирной Организации Здравоохранения, 80% всех...
-
Таким чином, екологічний фактор відіграє важливу роль у функціонуванні суспільного виробництва для регулювання співвідношення попиту і пропозиції. Для...
-
Економічний процес зображається у вигляді кругової діаграми руху маятника між виробництвом і споживанням всередині абсолютно закритої системи. Але...
-
Последствия хозяйственной деятельности человека для окружающей среды. - Биосфера и человек
В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействия человека на окружающую среду. Однако при современном уровне развития...
-
Промислове очищення вод - Очищення води в Україні
Промислове очищення води з поверхневих джерел звичайно включає в себе кілька стадій, що визначаються складом вихідної води. У більшості випадків у ці...
ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ОЗОНУ - Значення озонового шару для Землі