Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Самые новые

Значок файла Зимняя И.А. КЛЮЧЕВЫЕ КОМПЕТЕНТНОСТИ как результативно-целевая основа компетентностного подхода в образовании (2)
(Статьи)

Значок файла Кашкин В.Б. Введение в теорию коммуникации: Учеб. пособие. – Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2000. – 175 с. (2)
(Книги)

Значок файла ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА: НОВЫЕ СТАНДАРТЫ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (2)
(Статьи)

Значок файла Клуб общения как форма развития коммуникативной компетенции в школе I вида (10)
(Рефераты)

Значок файла П.П. Гайденко. ИСТОРИЯ ГРЕЧЕСКОЙ ФИЛОСОФИИ В ЕЕ СВЯЗИ С НАУКОЙ (10)
(Статьи)

Значок файла Второй Российский культурологический конгресс с международным участием «Культурное многообразие: от прошлого к будущему»: Программа. Тезисы докладов и сообщений. — Санкт-Петербург: ЭЙДОС, АСТЕРИОН, 2008. — 560 с. (11)
(Статьи)

Значок файла М.В. СОКОЛОВА Историческая память в контексте междисциплинарных исследований (11)
(Статьи)

Каталог бесплатных ресурсов

Изучение законов поглощения света в растворах на универсальном монохроматоре

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я Р А Б О Т А 25 ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ПОГЛОЩЕНИЯ СВЕТА В РАСТВОРАХ НА УНИВЕРСАЛЬНОМ МОНОХРОМАТОРЕ 1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ 1 Изучение законов поглощения света в жидкостях. 2 Ознакомление с устройством и работой малогабаритного универ-сального монохроматора (МУМ). 2 БИБЛИОГРАФИЯ 1 Савельев И.В. Курс физики: Учеб. пособие для студентов втузов.- [В 3-х т.].- Т.2: Электричество и магнетизм. Колебания и волны. Оптика.- М.: Наука, 1989.- 496 с. 2. Поль Р.В. Оптика и атомная физика.-М.: Наука, 1986.-332 с. 3. Майсова Н.Н. Практикум по курсу общей физики.- М.: Наука, 1970.- 412с. 3 КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ Свет, проходя через любую среду, поглощается. Поглощение света связано с преобразованием в веществе энергии электромагнитного из-лучения в другие виды энергии. С точки зрения электронной теории взаимодействие света и вещества сводится к взаимодействию электро-магнитного поля световой волны с атомами и молекулами вещества. Электроны, входящие в состав атомов, могут колебаться под действи-ем переменного электрического поля световой волны. Часть энергии световой волны затрачивается на возбуждение колебаний электронов. Частично энергия колебания вновь переходит в энергию светового из-лучения, а также переходит и в другие формы энергии, например, в энергию теплового движения. Действительно, поглощение света со-провождается нагреванием тела. Поглощение света можно в общих чертах описать с энергетической точки зрения, не входя в детали меха-низма взаимодействия световых волн с атомами и молекулами погло-щающего вещества. Рисунок 1 Пусть через однород-ное вещество распрост-раняется пучок парал-лельных монохромати-ческих лучей длиной волны ?. Разобьем слой поглощающего вещест-ва на ряд элементарных слоев толщиной dl (ри-сунок 1). При прохождении света сквозь такой слой изменение интенсивно-сти света dI? на пути dl пропорционально величине этого пути и ин-тенсивности света - dI? = k?? I??dl. (1) Коэффициент k? определяется свойствами поглощающего вещества и называется коэффициентом поглощения. Интегрируя уравнение (1), получаем lnI - lnI0 = -k?l. (2) Из (2) следует закон Бугера . (3) Здесь , где - оптическая плотность; - коэффициент пропускания; I - интенсивность света, вышедшего из поглощающего вещества; I0 - интенсивность света, вошедшего в слой поглощающего веще-ства (потерями света при отражении от границ поглощающей среды пренебрегаем). Свет различных длин волн поглощается различно, поэтому коэф-фициент поглощения k? зависит от длины волны. Зависимость коэф-фициента поглощения от длины волны называется спектром поглоще-ния (рисунок 2). Рисунок 2 Ослабление интенсивности света при его прохождении через вещест-во может происходить также и за счет его рассеяния. Однако в случае прозрачных сред рассеянием света можно пренебречь. Если поглотите-лем является растворенное в жидком или твердом растворителе вещество, то п оглощение будет тем больше, чем больше молекул растворенного вещества свет встречает на своем пути. Поэтому в случае разбавленных растворов, т.е. когда взаимодействие молекул растворенного вещества мало, коэффициент поглощения пропорционален его концентрации C k? = ?C, где ? - коэффициент пропорциональности (коэффициент экстинции), также зависящий от длины волны ?. Тогда, подставив k? в формулу (3), получим закон Бугера-Бера , (4) показывающий изменение интенсивности света при поглощении его в разбавленных растворах. 4 ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ 1 Малогабаритный универсальный монохроматор (МУМ). 2 Кюветы с раствором. 5 УСТРОЙСТВО И РАБОТА МАЛОГАБАРИТНОГО УНИВЕРСАЛЬ-НОГО МОНОХРОМАТОРА Основными узлами МУМ являются (рисунок 3): Рисунок 3 1 Источник излучения (1), которым является галогенная лампа накаливания типа "КГМ12-100". Световой поток выводится через конденсор, встроенный в стенку кожуха источника. Схемой преду-смотрено изменение накала лампы ("Накал-недокал") с помощью тумблера, расположенного в стенке кожуха источника. 2 Предметная стойка, на которой устанавливаются кюветы (разной длины) с растворами. 3 Оптический блок (3) состоит из вогнутой дифракционной решет-ки, которая выполняет роль фокусирующего и диспергирующего эле-мента. Свет на нее попадает от источника через конденсор, входную щель и поворотное зеркало. Монохроматический луч, получаемый при прохождении дифрагированного излучения через выходную щель, по-падает на приемник. Щели (входная и выходная) сменные, постоянной ширины, одинаковые. Для получения большей спектральной чистоты выделяемого излучения при работе в области спектра 290...710 нм входная и выходная щели устанавливаются в положение I, а при работе в области спектра 200...290 нм и 710...800 нм щели устанавливаются в положение II. Номинальные размеры смежных щелей и обозначение положения щели нанесены на их поверхности. Сканирование спектра осуществляется поворотом дифракционной решетки. Отсчет длины волны монохроматического луча, выходящего из оптического блока, осуществляется с помощью цифрового механи-ческого счетчика с точностью 0,2 нм. 4 Блок приемника монохроматического излучения (4) состоит из фотоэлемента (Ф-26) и усилителя электрического сигнала. Световой поток, падающий на катод фотоэлемента регулируется с помощью ручки, выведенной на боковую стенку приемника и изменяющий рас-крытие диафрагмы. На катод фотоэлемента подается напряжение 45 В от блока питания. Анодная нагрузка фотоэлемента представляет собой набор резисторов, с помощью которых регулируется чувствительность монохроматора. Это осуществляется переключателем, выведенным на боковую стенку приемника (положения 1...4). С анодной нагрузки фотоэлемента сигнал подается на вход измери-тельного усилителя, собранного на электрометрической лампе ЭМ-7, обладающей высоким входным сопротивлением. 5 С выхода усилителя сигнал подается на вход цифрового вольт-метра (В7-22), который может быть включен либо как миллиампер-метр, либо как непосредственно вольтметр. Регистрация интенсивно-сти излучения осуществляется по шкале цифрового вольтметра в отно-сительных единицах. 6 Питание приемника осуществляется с помощью источника пита-ния (6), на боковую стенку которого выведены тумблеры "Сеть", "На-кал-недокал", "Фотоэлемент" и гнезда для подключения вольтметра. В блок питания входят: силовой трансформатор, стабилизатор и преоб-разователь напряжения. Стабилизатор включает в себя выпрямитель, источник опорного напряжения на стабилитроне, двухкаскадный уси-литель. Преобразователь представляет собой автогенератор с индук-тивной связью, который питается от стабилизатора. 6 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ а) Подготовка установки к измерениям 1 Подключите блок питания к сети и включите тумблер "Сеть". При этом должна загореться сигнальная лампочка. Тумблер "Накал-недокал" должен находиться в среднем положении (источник света от-ключен). Включите тумблер "Фотоэлемент". 2 Подключите вольтметр В7-22А к сети. Включите тумблер "Сеть" и прогрейте прибор в течение 15 мин. Подключите вольтметр к блоку питания. Поставьте органы управления в рабочее положение (нажмите кнопки mA и 02). 3 После прогрева установки установите нулевое показание вольт-мет-ра с помощью ручки "Установка "0"" на боковой стенке приемни-ка. Допустимы показания на вольтметре в интервале 0...0,0005. 4 Установите начало диапазона спектра поглощения с помощью ручки "Длина волны" на оптическом блоке (360 нм). 5 Установите переключателем на приемнике чувствительность в положение "I". б) Проведение измерений и их обработка 1 Установите на предметную стойку (2) кювету с растворителем (светлая жидкость). 2 Включите источник, поставив тумблер на блоке питания в поло-жение "Накал". 3 Установите с помощью ручки "Диафрагма" на приемнике еди-ничное показание на табло вольтметра (0,100?0,002), что будет соот-ветствовать значению I0 в относительных единицах. 4 Замените кювету на аналогичную с раствором и запишите показа-ние вольтметра, которое соответствует значению I (в относительных единицах), в таблицу 1. 5 Увеличьте длину волны на 20 нм и повторите эксперимент, уста-новив I0 = 0,100?0,002 и измерив I для раствора. Результаты измерений занесите в таблицу 1. 6. По результатам измерений рассчитайте величины t, D, k? и зане-сите их в таблицу 1. 7 Постройте график зависимости и по нему определите ?maх , соответствующее максимальному значению k?. Таблица 1 ? (нм) I0 I t= D=-lg 360 380 400 420 440 460 480 500 8 Определите зависимость оптической плотности D от длины кюве-ты для ? = ?max. Данные занесите в таблицу 2. Постройте график зави-симости . 9 Подтвердите прямую пропорциональность коэффициента погло-щения от концентрации, зная, что С1 = 4С2. Для этого при ?max опреде-лите и найдите их отношение. 10 Зная концентрацию раствора, определите коэффициент экстинк-ции по формуле при ?=?max. Таблица 2 l, см I0 I 1 0,100 2 0,100 3 0,100 4 0,100 5 0,100 7 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1 Сформулируйте законы Бугера и Бугера-Бера. 2 Объясните механизм взаимодействия света с веществом. 3 Что определяет оптическая плотность и коэффициент пропускания? 4 Как связан коэффициент поглощения с оптической плотностью? Ка-ков физический смысл коэффициента поглощения? 5 Объясните метод определения коэффициента поглощения, исполь-зуемый в данной работе. 6 Какие другие методы определения коэффициента поглощения ис-пользуются на практике? 7 Объясните принцип работы универсального монохроматора.

Размер файла: 88 Кбайт
Тип файла: doc (Mime Type: application/msword)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров