Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Самые новые

Значок файла Пределы: Метод. указ./ Составители: С.Ф. Гаврикова, И.В. Касымова.–Новокузнецк: ГОУ ВПО «СибГИУ», 2003 (0)
(Методические материалы)

Значок файла Салихов В.А. Основы научных исследований в экономике минерального сырья: Учеб. пособие / СибГИУ. – Новокузнецк, 2004. – 124 с. (0)
(Методические материалы)

Значок файла Дмитрин В.П., Маринченко В.И. Механизированные комплексы для очистных работ. Учебное посо-бие/СибГИУ - Новокузнецк, 2003. – 112 с. (1)
(Методические материалы)

Значок файла Шпайхер Е. Д., Салихов В. А. Месторождения полезных ископаемых и их разведка: Учебное пособие. –2-е изд., перераб. и доп. / СибГИУ. - Новокузнецк, 2003. - 239 с. (0)
(Методические материалы)

Значок файла МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ Для студентов специальности "Металлургия цветных металлов" (0)
(Методические материалы)

Значок файла Учебное пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Управление производством» Специальность «Металлургия черных металлов» (110100), специализация «Электрометаллургия» (110103) (0)
(Методические материалы)

Значок файла Контрольные задания по математике для студентов заочного факультета. 1 семестр. Контрольные работы №1, №2, №3/Сост.: С.А.Лактионов, С.Ф.Гаврикова, М.С.Волошина, М.И.Журавлева, Н.Д.Калюкина : СибГИУ. –Новокузнецк, 2004.-31с. (2)
(Методические материалы)

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