Ако през дадена проба се пропуска електромагнитно лъчение, което се поглъща, колкото повече е веществото, толкова по-голяма част от лъчението ще се абсорбира. На пръв поглед би могло да се очаква, че два пъти повече вещество трябва да има два пъти по-голяма абсорбция. За да видим дали това е вярно, ще разгледаме следния пример: монохроматично лъчение се пропуска последователно през две идентични проби 1 и 2 (проби от едно и също вещество с еднакви концентрации и дебелини на слоевете). Да допуснем, че при пропускане на лъчението през проба 1, интензитетът на лъчението от I₀ се намалява на 1/2 I₀, т.е. 50% от лъчението се поглъща (разсейването и отражението пренебрегваме). Ако на пътя на лъча поставим и проба 2, върху нея ще попадне лъчение с интензитет 1/2 I₀; от него се абсорбира също 50%. В резултат непогълнатата част от лъчението ще бъде 1/4 I₀. Следователно, при положение, че всяка от пробите 1 и 2 поглъщат 50% от пропуснатото лъчение, те ще абсорбират като цяло 75% от интензитета на първоначалното лъчение I₀.

От направените разглеждания следва, че поглъщането се извършва по експоненциален закон, който е формулеран от Буге и Ламберт по следния начин: абсорбираната част на светлина, пропусната през прозрачна еднородна среда не зависи от интензитета на светлинния поток, като всеки последователен слой от тази среда поглъща една и съща част от достигналата до него светлина.

Нека монохроматичен светлинен сноп с интензитет I₀ пада нормално спрямо абсорбираща хомогенна среда с дебелина b. Намалението на интензитета dI_n (при определена честота n), след преминаване през безкрайно тесен слой db ще се дава с израза:

където n е коефициент характеризиращ абсорбционната способност на средата при определена честота n и зависи от броя на поглъщащите частици на веществото. Знакът минус пред a_n показва, че интензитетът на светлинния сноп се понижава.

Горното уравнение  представлява диференциален запис на закона на Буге-Ламберт. След неговото преобразуване и интегриране в интервал от 0 до b се получава:

което води до

От Беер е било установено, че a_n е пропорционален на концентрацията на разтвора. Следователно за обобщения закон на Буге-Ламберт-Беер се получава:

При преминаване от натурален в десетичен логаритъм, lg( ), се получават изразите

където a (к = 2.303.а)  е молекулна характеристика, която не зависи от концентрацията на веществото.

Отношението на интензитетите на преминалата и първоначално пропуснатата светлина  I / I₀ се нарича пропускливост Т (Transmittance) и обикновено се дава в проценти:

Величината, която всъщност се измерва с обикновените спектрометри, се нарича абсорбция А (Absorbance); термините оптична плътност D или екстинкция Е вече не се използуват. Абсорбцията А е свързана с описаните до тук величини чрез зависимостта:

Когато концентрацията с е изразена в [mol l^-1], а дебелината на слоя b в [cm], абсорбируемостта а се превръща в моларна абсорбируемост e:

     (1)

т.е. e има измерение [l mol^-1 cm^-1].

Моларната абсорбируемост e (прекратено е използуването на термина молярен екстинкционен коефициент) е свързана с вероятността за преход; при голяма вероятност за преход e е висока и обратно. Стойността на e_max, измерена в електронните абсорбционни спектри, се дава като характеристика към всяка ивица, наред с дължината на вълната на абсорбционния максимум.

В дисперсионната инфрачервената спектроскопия, поради някои технически трудности: непълната монохроматичност на попадащото върху приемника електромагнитно лъчение, малката полуширина на ивиците, която е близка до размера на процепите на спектрометъра, конструктивните особености на приборите и др., стойността на e за дадена ивица трудно може да се възпроизведе. Ето защо, при определяне на интензитета на абсорбционните ивици, в ежедневната работа се използува относителният интензитет на ивиците. Анализираната ивица се сравнява с останалите ивици от спектъра и се определя визуално като силна, средна, слаба, широка и пр.

Интензитетът на ивиците зависи силно от ширината на изходния процеп на монохроматора: увеличаването на ширината води до понижение на интензитета и разширение на ивицата. В абсорбционната спектроскопия се използува т.н. интегрален интензитет А_int.

  [l mol^-1 cm^-2]

където: n_i и n_j са гранични честоти на спектралната ивица. Когато спектърът е заснет в координати e / n, интегралният интензитет е равен на площта под абсорбционния максимум.

1.  Г. Андреев. Молекулна спектроскопия, Изд. ПУ “П. Хилендарски”, Пловдив, 1999.

Автор: Проф. дхн Георги Андреев