Под действием света могут происходить самые разнообразные химические реакции. В основе химического действия света лежит явление взаимодействия света с веществом. В частности, под действием света могут происходить реакции химических превращений веществ (фотохимическая реакция). Некоторые из этих реакций приводят к образованию сложных молекул из простых (например, образование хлористого водорода при освещении смеси водорода и хлора), другие – к разложению молекул на составные части (например, фотохимическое разложение бромистого серебра с выделением металлического серебра и брома), в результате третьих – молекула не изменяет своего состава, изменяется лишь ее пространственная конфигурация, приводящая к изменению ее свойств (возникают тереоизомеры).
Область практического применения фотохимических реакций весьма обширна. Фотохромные соединения используют для изготовления материалов с обратимыми изменениями спектральных характеристик под действием света. Известны жидкофазные и твердые фотохромные материалы, используемые в системах регистрации и обработки оптической информации, голографии, в термоиндикаторных устройствах, а также в других областях науки и техники. С применением фотохимических процессов получают рельефные изображения для микроэлектроники, печатные формы для полиграфии. Большое практическое значение имеет фотохимическое хлорирование (главным образом насыщенных углеводородов). Важнейшая область практического применения фотохимических процессов – фотография. Помимо фотографического процесса, основанного на фотохимическом разложении галогенидов серебра (главным образом AgBr), все большее значение приобретают различные методы несеребряной фотографии.
Один из основных законов фотохимии – химическое действие может произвести только свет, который поглощается реагирующими молекулами. Для проведения таких химических реакций, помимо химических знаний, необходимы точные математические расчеты.
Найдем, на какой высоте h следует поместить источник света так, чтобы освещенность площадки была максимальной, в предположении, что площадка не перпендикулярна лучам (рис. 1).
Рис. 1
Известно, что освещенность площадки обратно пропорциональна квадрату ее расстояния от источника света и прямо пропорциональна косинусу угла падения световых лучей 
. Определяя из чертежа l2 =h2+a2 и 
, приходим к функции 
.
Исследуем полученную функцию на максимум методами дифференциального исчисления.
Найдем производную составленной функции по переменной h
.
Рис. 2
Данная функция имеет одну неотрицательную критическую точку 
. В этой точке производная меняет знак с «+» на «–» (рис. 2). Следовательно, найденное значение h есть точка максимума, а значит, является искомой высотой.
В ходе проделанной работы выявлено, что для достижения максимальной освещенности площадки при фотохимических процессах необходимо, чтобы источник света находился на высоте равной 70,7 % от расстояния между освещаемой площадкой и основанием опоры источника света.
Библиографическая ссылка
Ким И.О., Антипина С.Г. МАКСИМАЛЬНАЯ ОСВЕЩЕННОСТЬ ПРИ ФОТОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 5-2. – С. 225-226;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=34089 (дата обращения: 22.11.2024).