Loi de Beer-Lambert

La loi de Beer-Lambert, aussi connue comme la loi de Beer-Lambert-Bouguer chez les Français et loi de Beer dans la littérature anglo-saxonne, est une relation empirique reliant l'atténuation d'un faisceau de lumière aux propriétés du milieu qu'il traverse et à l'épaisseur traversée. La loi de Beer-Lambert établit que l'absorbance d'une solution est proportionnelle, d'une part, à sa concentration et, d'autre part, à la longueur du trajet parcouru par la lumière dans la solution : avec : est une constante nommée absorptivité molaire ; est la longueur du trajet parcouru par la lumière dans le milieu considéré ; est la concentration de l'entité chimique absorbante. La loi de Beer-Lambert est aussi valable pour décrire l'absorption de tout rayonnement (photons, neutrons, particules α) par la matière condensée et constitue une solution élémentaire de l'équation de transfert radiatif. Elle ne décrit pas le phénomène d'extinction par diffusion. Une partie de la loi est découverte par le physicien français Pierre Bouguer en 1729 alors qu'il regardait du vin rouge, lors de brèves vacances dans l'Alentejo, au Portugal, puis reprise par le mathématicien alsacien Jean-Henri Lambert en 1760. La loi de Lambert stipule alors que l'absorbance est directement proportionnelle à l'épaisseur du milieu traversé. En 1852, le physicien allemand August Beer adjoint à la loi de Lambert la relation de proportionnalité entre l'absorbance et les concentrations des constituants physico-chimiques responsables de l'atténuation, lui donnant la forme sous laquelle elle est le plus souvent utilisée. La loi de Beer-Lambert a été formulée empiriquement, mais elle peut être dérivée comme à la section qui suit. On suppose que la fraction de photons absorbés dans le milieu considéré est indépendante du nombre de photons incidents et proportionnelle à la longueur du trajet (donc au nombre de particules absorbantes rencontrées) : où est le nombre de photons par unité de volume dans l'intervalle spectral . Le coefficient de proportionnalité est le coefficient d'absorption (en ).