Порядок выполнения лабораторной работы 13

1. Измерение коэффициента пропускания.

1.1. Убедиться в том, что осветитель подключен к стабилизированному источнику питания, источник питания включен в сеть ~ 220 В, а приставка EK1 установлена на лицевой панели спектрофотометра.

1.2. Включить тумблером источник питания, убедиться, что загорелась лампа осветителя, прогреть спектрофотометр в течение 15 мин.

1.3. Выдвинуть кассету 2 из приставки EK1 влево до упора, как показано на рис.13.3, и установить напротив окна кассеты зеленый светофильтр 1 (светофильтр должен фиксироваться, полностью перекрывая всю площадь окна и не мешая кассете задвигаться в приставку). В кассете имеется также второе окно, равное первому. В положении, показанном на рис. 3, оно находится строго против выходной щели монохроматора. Если кассету задвинуть в приставку вправо до упора, то напротив выходной щели монохроматора окажется окно с образцом.

1.4. Установить на барабане длин волн 7 начальную длину волны 420 нм, закрыть затвор 8 (положение «0») и потенциометром 5 установить стрелку индикатора 4 на отметку 0 по нижней шкале, затем открыть затвор 8 (положение «1») и потенциометром 6 установить стрелку индикатора 4 на отметку 100 по нижней шкале. (Если установить стрелку на отметку 100 не удается, необходимо отъюстировать лампу осветителя.)

1.5. Задвинуть вправо до упора кассету с образцом и произвести отсчет коэффициента пропускания T в % (по нижней шкале) и оптической плотности D (по верхней шкале) на установленной длине волны 420 нм.

1.6. Повторить пункты 1.4, 1.5, увеличивая каждый раз длину волны на 20 нм до значения 740 нм (всего измерения будут сделаны в 17 точках видимого диапазона).

1.7. Повторить пункты 1.4, 1.5, 1.6 для двух других (желтого и красного) светофильтров. Данные всех измерений занести в таблицу.

Таблица 13.1

2. Построить (на двух графиках) спектры пропускания и оптической плотности измеренных светофильтров.

3. Предполагая, что поглощение мало, рассчитать (и построить графически) R (λ), r (λ), n (λ) в соответствии с формулами (13.13), (13.14), (13.15) для желтого светофильтра.

4. Предполагая, что отражение мало, рассчитать (и построить графически) α (λ) в соответствии с (13.17) для зеленого светофильтра, предварительно измерив его толщину.

5. Проанализировать полученные результаты и оценить погрешности измерений.

Контрольные вопросы к лабораторной работе 13

1. Что называется коэффициентом отражения и коэффициентом пропускания?

2. Поясните, почему выражения для коэффициентов отражения и пропускания (13.3) и (13.5) «несимметричны» по форме.

3. Сформулируйте закон Бугера. Какой физический смысл имеет показатель поглощения вещества?

4. Что называется оптической плотностью вещества?

5. Выведите формулы (13.10) и (13.11), описывающие коэффициенты отражения и пропускания плоскопараллельного образца в отсутствии поглощения.

6. Какие оптические характеристики можно определить для непоглощающего образца по его спектру пропускания?

7. Как рассчитать спектр поглощения образца, если потерями на отражение можно пренебречь? Какие экспериментальные измерения для этого нужно выполнить?

8. Выведите формулы (13.19) и (13.20), описывающие коэффициенты отражения и пропускания в общем случае.

9. Как устроен спектрофотометр SPEKOL? Нарисуйте схему прибора.

10. Объясните, почему дифракционная решетка может использоваться в качестве диспергирующего элемента в монохроматорах.

11. Как осуществляются экспериментальные измерения спектров пропускания? Для каких еще измерений предназначен SPEKOL?

Рекомендуемая литература: [1], [9], [11], [12], [13].