अवशोषण: Difference between revisions
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सजातीय माध्यम जैसे विलयन में कोई प्रकीर्णन नहीं होता है। इस मामले के लिए, अगस्त बीयर द्वारा बड़े पैमाने पर शोध किया गया, अवशोषित प्रजातियों की एकाग्रता पथ-लंबाई के समान रैखिक प्रतिक्रिया का पालन करती है। इसके अतिरिक्त, व्यक्तिगत अवशोषित प्रजातियों का योगदान योगात्मक है। यह एक बहुत ही अनुकूल स्थिति है, और अवशोषण को अवशोषण अंश (अवशोषण) के लिए बेहतर अवशोषण मीट्रिक बना दिया है। यह वह मामला है जिसके लिए "अवशोषण" शब्द का पहली बार इस्तेमाल किया गया था। | सजातीय माध्यम जैसे विलयन में कोई प्रकीर्णन नहीं होता है। इस मामले के लिए, अगस्त बीयर द्वारा बड़े पैमाने पर शोध किया गया, अवशोषित प्रजातियों की एकाग्रता पथ-लंबाई के समान रैखिक प्रतिक्रिया का पालन करती है। इसके अतिरिक्त, व्यक्तिगत अवशोषित प्रजातियों का योगदान योगात्मक है। यह एक बहुत ही अनुकूल स्थिति है, और अवशोषण को अवशोषण अंश (अवशोषण) के लिए बेहतर अवशोषण मीट्रिक बना दिया है। यह वह मामला है जिसके लिए "अवशोषण" शब्द का पहली बार इस्तेमाल किया गया था। | ||
बीयर के कानून की एक आम अभिव्यक्ति पदार्थ में प्रकाश की क्षीणन से संबंधित है: <math>\Alpha = \varepsilon\ell c </math> , जहां <math>\Alpha </math>अवशोषक है; <math>\varepsilon </math> क्षीणन प्रजातियों की [[दाढ़ क्षीणन गुणांक]] या [[दाढ़ अवशोषण]] है; <math>\ell </math> ऑप्टिकल पथ की लंबाई है; और <math>c </math> कमजोर प्रजातियों की एकाग्रता है। | बीयर के कानून की एक आम अभिव्यक्ति पदार्थ में प्रकाश की क्षीणन से संबंधित है: <math>\Alpha = \varepsilon\ell c </math> , जहां <math>\Alpha </math>अवशोषक है; <math>\varepsilon </math> क्षीणन प्रजातियों की [[दाढ़ क्षीणन गुणांक|मोलर क्षीणन गुणांक]] या [[दाढ़ अवशोषण|मोलर अवशोषण]] है; <math>\ell </math> ऑप्टिकल पथ की लंबाई है; और <math>c </math> कमजोर प्रजातियों की एकाग्रता है। | ||
=== बिखरने के नमूने के लिए अवशोषण === | === बिखरने के नमूने के लिए अवशोषण === | ||
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: <math>T = \Phi_\text{e}^\text{t}/\Phi_\text{e}^\text{i}</math> उस पदार्थ का संप्रेषण है। | : <math>T = \Phi_\text{e}^\text{t}/\Phi_\text{e}^\text{i}</math> उस पदार्थ का संप्रेषण है। | ||
अवशोषण एक आयाम रहित मात्रा है। फिर भी, अवशोषण इकाई या एयू आमतौर पर पराबैंगनी-दृश्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी और इसके उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, अक्सर | अवशोषण एक आयाम रहित मात्रा है। फिर भी, अवशोषण इकाई या एयू आमतौर पर पराबैंगनी-दृश्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी और इसके उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, अक्सर मिली-अवशोषक इकाई (एमएयू) या मिली-अवशोषण इकाई-मिनट (एमएयू × मिनट) जैसी व्युत्पन्न इकाइयों में , समय के साथ एकीकृत अवशोषण की एक इकाई।<ref>GE Health Care. ÄKTA Laboratory-Scale Chromatography Systems - Instrument Management Handbook. GE Healthcare Bio-Sciences AB, Uppsala, 2015. https://cdn.gelifesciences.com/dmm3bwsv3/AssetStream.aspx?mediaformatid=10061&destinationid=10016&assetid=16189</ref> | ||
अवशोषण [[ऑप्टिकल गहराई]] से संबंधित है | अवशोषण [[ऑप्टिकल गहराई]] से संबंधित है | ||
: <math>A = \frac{\tau}{\ln 10} = \tau \log_{10} e \,,</math> | : <math>A = \frac{\tau}{\ln 10} = \tau \log_{10} e \,,</math> | ||
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=== वर्णक्रमीय अवशोषण === | === वर्णक्रमीय अवशोषण === | ||
आवृत्ति में | आवृत्ति में वर्णक्रमीय अवशोषण और पदार्थ के तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रमीय अवशोषण, क्रमशः Aν और Aλ को निरूपित किया जाता है,''<ref name=GoldBook /> द्वारा दिया जाता है: <math>A_\nu = \log_{10} \frac{\Phi_{\text{e},\nu}^\text{i}}{\Phi_{\text{e},\nu}^\text{t}} = -\log_{10} T_\nu,</math>'' | ||
: <math>A_\lambda = \log_{10} \frac{\Phi_{\text{e},\lambda}^\text{i}}{\Phi_{\text{e},\lambda}^\text{t}} = -\log_{10} T_\lambda,</math> | : <math>A_\lambda = \log_{10} \frac{\Phi_{\text{e},\lambda}^\text{i}}{\Phi_{\text{e},\lambda}^\text{t}} = -\log_{10} T_\lambda,</math> | ||
कहाँ | कहाँ | ||
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: τ<sub>λ</sub> तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रमीय ऑप्टिकल गहराई है। | : τ<sub>λ</sub> तरंग दैर्ध्य में वर्णक्रमीय ऑप्टिकल गहराई है। | ||
हालांकि अवशोषण उचित रूप से इकाई रहित है, कभी-कभी अवशोषण इकाइयों या एयू में इसकी सूचना दी जाती है। वैज्ञानिक शोधकर्ताओं सहित कई लोग, इन निर्मित इकाइयों के संदर्भ में अवशोषण मापन प्रयोगों के परिणामों को गलत बताते हैं।<ref>{{cite journal |doi=10.1021/jz4006916 |title=How to Make Your Next Paper Scientifically Effective |journal=J. Phys. Chem. Lett. |date=2013 |volume=4 |pages=1578–1581 |issue=9|last1=Kamat |first1=Prashant |last2=Schatz |first2=George C. |pmid=26282316 |doi-access=free }}</ref> | हालांकि अवशोषण उचित रूप से इकाई रहित है, कभी-कभी "अवशोषण इकाइयों" या एयू में इसकी सूचना दी जाती है। वैज्ञानिक शोधकर्ताओं सहित कई लोग, इन निर्मित इकाइयों के संदर्भ में अवशोषण मापन प्रयोगों के परिणामों को गलत बताते हैं।<ref>{{cite journal |doi=10.1021/jz4006916 |title=How to Make Your Next Paper Scientifically Effective |journal=J. Phys. Chem. Lett. |date=2013 |volume=4 |pages=1578–1581 |issue=9|last1=Kamat |first1=Prashant |last2=Schatz |first2=George C. |pmid=26282316 |doi-access=free }}</ref> | ||
== क्षीणन के साथ संबंध == | == क्षीणन के साथ संबंध == | ||
=== क्षीणन === | === क्षीणन === | ||
अवशोषण एक संख्या है जो एक पदार्थ में संचरित उज्ज्वल शक्ति के क्षीणन को मापता है। क्षीणन अवशोषण की भौतिक प्रक्रिया के कारण हो सकता है, लेकिन प्रतिबिंब, बिखरने और अन्य भौतिक प्रक्रियाओं के कारण भी हो सकता है। किसी पदार्थ का अवशोषण लगभग उसके क्षीणन के बराबर होता है | अवशोषण एक संख्या है जो एक पदार्थ में संचरित उज्ज्वल शक्ति के क्षीणन को मापता है। क्षीणन "अवशोषण" की भौतिक प्रक्रिया के कारण हो सकता है, लेकिन प्रतिबिंब, बिखरने और अन्य भौतिक प्रक्रियाओं के कारण भी हो सकता है। किसी पदार्थ का अवशोषण लगभग उसके क्षीणन के बराबर होता है, जब दोनों अवशोषण 1 से बहुत कम होते हैं और उस पदार्थ का [[उत्सर्जन]] (उज्ज्वल निकास या उत्सर्जन के साथ भ्रमित नहीं होना) अवशोषण से बहुत कम होता है। वास्तव में, | ||
: <math>\Phi_\text{e}^\text{t} + \Phi_\text{e}^\text{att} = \Phi_\text{e}^\text{i} + \Phi_\text{e}^\text{e},</math> | : <math>\Phi_\text{e}^\text{t} + \Phi_\text{e}^\text{att} = \Phi_\text{e}^\text{i} + \Phi_\text{e}^\text{e},</math> | ||
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और अंत में | और अंत में | ||
: <math>\text{ATT} \approx A \ln 10, \quad \text{if}\ E \ll A.</math> | : <math>\text{ATT} \approx A \ln 10, \quad \text{if}\ E \ll A.</math> | ||
=== [[क्षीणन गुणांक]] === | === [[क्षीणन गुणांक]] === | ||
किसी पदार्थ का अवशोषण भी उसके क्षीणन गुणांक से संबंधित होता है | किसी पदार्थ का अवशोषण भी उसके क्षीणन गुणांक से संबंधित होता है | ||
: <math>A = \int_0^l a(z)\, \mathrm{d}z,</math> | : <math>A = \int_0^l a(z)\, \mathrm{d}z,</math> | ||
कहाँ | कहाँ | ||
: l उस | : l उस सामग्री की मोटाई है जिसके माध्यम से प्रकाश यात्रा करता है, a(z) z पर उस सामग्री का दशकीय क्षीणन गुणांक है। | ||
यदि a(z) पथ के साथ एकसमान है, तो क्षीणन को रैखिक क्षीणन कहा जाता है, और संबंध बन जाता है | यदि a(z) पथ के साथ एकसमान है, तो क्षीणन को रैखिक क्षीणन कहा जाता है, और संबंध बन जाता है | ||
: <math>A = al.</math> | : <math>A = al.</math> | ||
कभी-कभी पदार्थ के | कभी-कभी पदार्थ के मोलर क्षीणन गुणांक का उपयोग करके संबंध दिया जाता है, जो कि इसके क्षीणन गुणांक को इसकी [[दाढ़ एकाग्रता|मोलर एकाग्रता]] से विभाजित किया जाता है: | ||
: <math>A = \int_0^l \varepsilon c(z)\, \mathrm{d}z,</math> | : <math>A = \int_0^l \varepsilon c(z)\, \mathrm{d}z,</math> | ||
कहाँ | कहाँ | ||
: ε उस पदार्थ का | : ε उस पदार्थ का मोलर क्षीणन गुणांक है, | ||
: c(z) z पर उस पदार्थ की मोलर सांद्रता है। | : c(z) z पर उस पदार्थ की मोलर सांद्रता है। | ||
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: <math>A = \varepsilon cl.</math> | : <math>A = \varepsilon cl.</math> | ||
मोलर क्षीणन गुणांक के लिए मोलर अवशोषकता शब्द के प्रयोग को हतोत्साहित किया जाता है।<ref name=GoldBook /> | मोलर क्षीणन गुणांक के लिए मोलर अवशोषकता शब्द के प्रयोग को हतोत्साहित किया जाता है।<ref name=GoldBook /> | ||
== माप == | == माप == | ||
=== लघुगणक बनाम सीधे आनुपातिक माप === | === लघुगणक बनाम सीधे आनुपातिक माप === | ||
बीयर-लैंबर्ट कानून (ए = (ε) (एल)) के अनुसार | बीयर-लैंबर्ट कानून (ए = (ε) (एल)) के अनुसार सामग्री के माध्यम से प्रेषित प्रकाश की मात्रातेजी से कम हो जाती है क्योंकि यह सामग्री के माध्यम से यात्रा करती है। चूँकि नमूने के अवशोषण को लघुगणक के रूप में मापा जाता है, यह सीधे नमूने की मोटाई और नमूने में अवशोषित सामग्री की सांद्रता के समानुपाती होता है। अवशोषण से संबंधित कुछ अन्य उपाय, जैसे संप्रेषण, को एक साधारण अनुपात के रूप में मापा जाता है, इसलिए वे सामग्री की मोटाई और एकाग्रता के साथ घातीय रूप से भिन्न होते हैं। | ||
{| class="wikitable sortable" | {| class="wikitable sortable" | ||
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=== साधन माप सीमा === | === साधन माप सीमा === | ||
किसी भी वास्तविक मापने वाले उपकरण की एक सीमित सीमा होती है, जिस पर वह अवशोषण को सटीक रूप से माप सकता है। यदि रीडिंग पर भरोसा करना है तो एक उपकरण को कैलिब्रेट किया जाना चाहिए और ज्ञात मानकों के विरुद्ध जांच की जानी चाहिए। लगभग 2 AU (~1% ट्रांसमिशन) से शुरू होने वाले कई उपकरण गैर-रैखिक (बीयर-लैंबर्ट कानून का पालन करने में विफल) हो जाएंगे। बहुत कम अवशोषक मूल्यों ( | किसी भी वास्तविक मापने वाले उपकरण की एक सीमित सीमा होती है, जिस पर वह अवशोषण को सटीक रूप से माप सकता है। यदि रीडिंग पर भरोसा करना है तो एक उपकरण को कैलिब्रेट किया जाना चाहिए और ज्ञात मानकों के विरुद्ध जांच की जानी चाहिए। लगभग 2 AU (~1% ट्रांसमिशन) से शुरू होने वाले कई उपकरण गैर-रैखिक (बीयर-लैंबर्ट कानून का पालन करने में विफल) हो जाएंगे। रासायनिक विश्लेषण के लिए व्यावसायिक रूप से उपलब्ध उपकरणों के साथ बहुत कम अवशोषक मूल्यों (10−4 से नीचे) को सटीक रूप से मापना भी मुश्किल है। ऐसे मामलों में, [[लेजर अवशोषण स्पेक्ट्रोमेट्री]] आधारित अवशोषण तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है, क्योंकि उन्होंने पता लगाने की सीमा का प्रदर्शन किया है जो पारंपरिक गैर-लेज़र-आधारित उपकरणों द्वारा परिमाण के कई आदेशों द्वारा प्राप्त किए गए लोगों को सुपरसीड करती है (पता लगाने का प्रदर्शन सभी तरह से नीचे 5 × 10- तक किया गया है। 13). अधिकांश व्यावसायिक रूप से उपलब्ध गैर-लेजर-आधारित उपकरणों के लिए सैद्धांतिक सर्वोत्तम सटीकता 1 एयू के निकट की सीमा में प्राप्त की जाती है। पथ की लंबाई या एकाग्रता को तब, जब संभव हो, इस सीमा के पास रीडिंग प्राप्त करने के लिए समायोजित किया जाना चाहिए। | ||
=== | ===माप की विधि=== | ||
आम तौर पर, एक भंग पदार्थ का अवशोषण अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके मापा जाता है। इसमें एक समाधान के माध्यम से एक प्रकाश को चमकाना और रिकॉर्ड करना शामिल है कि एक डिटेक्टर पर कितना प्रकाश और तरंग दैर्ध्य प्रसारित किया गया था। इस जानकारी का उपयोग करके, अवशोषित की गई तरंग दैर्ध्य निर्धारित | आम तौर पर, एक भंग पदार्थ का अवशोषण अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके मापा जाता है। इसमें एक समाधान के माध्यम से एक प्रकाश को चमकाना और रिकॉर्ड करना शामिल है कि एक डिटेक्टर पर कितना प्रकाश और तरंग दैर्ध्य प्रसारित किया गया था। इस जानकारी का उपयोग करके, अवशोषित की गई तरंग दैर्ध्य को निर्धारित किया जा सकता है।<ref>{{cite web|last1=Reusch|first1=William|title=Visible and Ultraviolet Spectroscopy|url=https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/Spectrpy/UV-Vis/spectrum.htm|access-date=2014-10-29}}</ref> सबसे पहले, संदर्भ उद्देश्यों के लिए केवल विलायक का उपयोग करके "रिक्त" पर माप लिया जाता है। ऐसा इसलिए है ताकि विलायक का अवशोषण ज्ञात हो, और फिर पूरे समाधान को मापते समय अवशोषण में कोई भी परिवर्तन ब्याज के विलेय द्वारा किया जाता है। फिर समाधान का माप लिया जाता है। संचरित वर्णक्रमीय दीप्तिमान प्रवाह जो इसे समाधान के नमूने के माध्यम से बनाता है, को मापा जाता है और घटना वर्णक्रमीय दीप्तिमान प्रवाह की तुलना में। जैसा ऊपर बताया गया है, किसी दिए गए तरंगदैर्ध्य पर वर्णक्रमीय अवशोषण है | ||
:<math>A_\lambda = \log_{10}\!\left(\frac{\Phi_{\mathrm{e},\lambda}^\mathrm{i}}{\Phi_{\mathrm{e},\lambda}^\mathrm{t}}\right)\!.</math> | :<math>A_\lambda = \log_{10}\!\left(\frac{\Phi_{\mathrm{e},\lambda}^\mathrm{i}}{\Phi_{\mathrm{e},\lambda}^\mathrm{t}}\right)\!.</math> | ||
अवशोषक स्पेक्ट्रम को अवशोषक बनाम तरंग दैर्ध्य के ग्राफ पर प्लॉट किया जाता है।<ref>{{cite web|last1=Reusch|first1=William|title=Empirical Rules for Absorption Wavelengths of Conjugated Systems|url=https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/Spectrpy/UV-Vis/uvspec.htm#uv1|access-date=2014-10-29}}</ref> | अवशोषक स्पेक्ट्रम को अवशोषक बनाम तरंग दैर्ध्य के ग्राफ पर प्लॉट किया जाता है।<ref>{{cite web|last1=Reusch|first1=William|title=Empirical Rules for Absorption Wavelengths of Conjugated Systems|url=https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/Spectrpy/UV-Vis/uvspec.htm#uv1|access-date=2014-10-29}}</ref> | ||
एक पराबैंगनी-दृश्य | |||
एक पराबैंगनी-दृश्य स्पेक्ट्रोफोटोमीटर यह सब स्वचालित रूप से करेगा। इस मशीन का उपयोग करने के लिए, एक छोटे [[क्युवेट]] में समाधान रखा जाता है और धारक में डाला जाता है। मशीन को एक कंप्यूटर के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है और, एक बार इसे "खाली" कर दिया जाता है, स्वचालित रूप से तरंग दैर्ध्य के विरुद्ध प्लॉट किए गए अवशोषक को प्रदर्शित करता है। बीयर-लैंबर्ट कानून का उपयोग करके उस समाधान की एकाग्रता का निर्धारण करने के लिए समाधान के अवशोषण स्पेक्ट्रम को प्राप्त करना उपयोगी होता है और [[एचपीएलसी]] में इसका उपयोग किया जाता है। | |||
== छाया संख्या == | == छाया संख्या == | ||
कुछ फिल्टर, विशेष रूप से [[वेल्डिंग]] ग्लास, छाया संख्या (एसएन) द्वारा रेट किए जाते हैं, जो 7/3 गुना | कुछ फिल्टर, विशेष रूप से [[वेल्डिंग]] ग्लास, छाया संख्या (एसएन) द्वारा रेट किए जाते हैं,जो अवशोषण प्लस वन का 7/3 गुना होता है:<ref>{{cite web |url=http://www.unc.edu/~rowlett/units/dictS.html |author=Russ Rowlett |title=How Many? A Dictionary of Units of Measurement |publisher=Unc.edu |date=2004-09-01 |access-date=2010-09-20 |archive-date=1998-12-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/19981203072555/http://www.unc.edu/~rowlett/units/dictS.html |url-status=dead }}</ref> | ||
: <math>\text{SN} = \frac{7}{3} A + 1,</math> | : <math>\text{SN} = \frac{7}{3} A + 1,</math> | ||
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Revision as of 10:15, 10 February 2023
अवशोषण को "एक नमूने के माध्यम से प्रसारित उज्ज्वल शक्ति के लिए घटना के अनुपात के लघुगणक (सेल दीवारों पर प्रभाव को छोड़कर)" के रूप में परिभाषित किया गया है।[1]वैकल्पिक रूप से, उन नमूनों के लिए जो प्रकाश को बिखेरते हैं, अवशोषण को "एक समान नमूने पर मापे गए एक माइनस अवशोषण के नकारात्मक लघुगणक" के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।[2]प्रयोगात्मक माप के परिणामों को मापने के लिए इस शब्द का प्रयोग कई तकनीकी क्षेत्रों में किया जाता है। जबकि इस शब्द का मूल प्रकाश के अवशोषण को मापने में है, यह अक्सर प्रकाश की मात्रा के साथ उलझा हुआ है जो अन्य तंत्रों के माध्यम से एक डिटेक्टर सिस्टम के लिए "खो" जाता है। शब्द के इन उपयोगों में आम तौर पर यह होता है कि वे नमूने या पदार्थ पर प्रकाश घटना की मात्रा के अनुपात के लघुगणक को संदर्भित करते हैं जो प्रकाश के नमूने के साथ
अवशोषण (विद्युत चुम्बकीय विकिरण)शब्द प्रकाश को अवशोषित करने की भौतिक प्रक्रिया को संदर्भित करता है, जबकि अवशोषण हमेशा केवल अवशोषण को मापता नहीं है; यह अवशोषण, साथ ही प्रतिबिंब, बिखरने और अन्य भौतिक प्रक्रियाओं के कारण होने वाले क्षीणन (संचरित उज्ज्वल शक्ति) को माप सकता है।
अवशोषक शब्द का इतिहास और उपयोग
बीयर-लैंबर्ट कानून
शोषक शब्द की जड़ें बीयर-लैंबर्ट कानून में हैं। जैसे ही प्रकाश एक माध्यम से चलता है, यह मंद हो जाएगा क्योंकि इसे "बुझा" दिया जा रहा है। बाउगर ने माना कि यह विलोपन (अब अक्सर क्षीणन कहा जाता है) माध्यम के माध्यम से यात्रा की गई दूरी के साथ रैखिक नहीं था, लेकिन अब हम एक घातीय कार्य के रूप में संदर्भित करते हैं। अगर यात्रा की शुरुआत में प्रकाश की तीव्रता है और दूरी की यात्रा के बाद पता चला प्रकाश की तीव्रता है , प्रेषित अंश, , द्वारा दिया गया है: , जहां को एक क्षीणन स्थिरांक (विभिन्न क्षेत्रों में प्रयुक्त एक शब्द जहां एक माध्यम के माध्यम से एक संकेत प्रेषित होता है) या गुणांक कहा जाता है। प्रेषित प्रकाश की मात्रा दूरी के साथ चरघातांकी रूप से कम हो रही है। उपरोक्त समीकरण में प्राकृतिक लघुगणक लेने पर, हम प्राप्त करते हैं: । बिखरने वाले मीडिया के लिए, स्थिरांक को अक्सर दो भागों में विभाजित किया जाता है, , इसे एक बिखरने वाले गुणांक में अलग करना,, , और एक अवशोषण गुणांक, ,[3] प्राप्त करना: .
यदि प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी की तुलना में डिटेक्टर का आकार बहुत छोटा है, तो कोई भी प्रकाश जो किसी कण द्वारा आगे या पीछे की दिशा में बिखरा हुआ है, डिटेक्टर पर प्रहार नहीं करेग