
random books / Голицына О.М., Рисин В.Е., Чернышев В.В. - Курс общей физики. Оптика. Лабораторный практикум (2003)
.pdf
21
носв етов омупотоку, пропущ енномураств орённы м в ещ еств ом. П оэтомуизмерительны й прибор проградуиров ан непосред ств еннов ед иницах τ (нижня я ш кала) и А (в ерх ня я ш кала). И спользуемая методикапозв оля етскорректиров атьпотерисв етаприотраженииотграниц разделав оздух-стекло, стек- ло-жид костьипотери, св я занны еспоглощ ением в раств орителеиматериале кю в еты . Т аким образом, измеря емое значение τ (или А ) х арактеризуеттолькоисследуемоераств орённоев ещ еств о.
О бщ ий в ид прибораKF – 77 представ леннарис. 3.
6
3 2 1
4 5
Рис. 3. О бщ ий в ид фотоколориметраKF-77
1 - К ры ш каизмерительной камеры .(в камере устанав лив ается кю в ето- д ержательсдв умя кв арцев ы микю в етами).
2 - О прав асв етофильтра.
3- Рукояткакюв етод ержателя .
4- У силение«плав но».
5- У силение«грубо».
6 - Сетев ой в ы ключатель.
П рибор укомплектов ан 7-ю сменны ми св етофильтрами, максимумы пропускания которы х соотв етств ую т длинам в олн: 390нм, 430 нм, 460 нм, 535 нм, 590 нм, 610 нм, 680 нм. Д линав олны максимумасв етопропускания в став ленногов гнезд осв етофильтрауказананав ерх нем торце оправ ы св ето- фильтра.
П оря докизмерений
1.В ключитьприборид атьемупрогреться 15 мин.
2.Д остатькю в етодержательскв арцев ы ми кю в етами и залитьв лев ую кю в етудистиллиров анную в од у, ав прав ую – исследуемы й раств ор. Рабочие
пов ерх ности кю в еттщ ательнопротереть. Н аличие загря знений |
и капельна |
рабочих пов ерх ностя х кю в етприв одит к получению нев ерны х |
результатов |
измерений . |
|

22
3.В став итькю в етодержательскюв етами в рабочую камеруи закры ть кры ш куприбора.
4.П ереместить правую рукояткуприбора досовпадения с меткой «F» (при этом световой пучок перекры вается) и проверить установкуприборана «0».
5.В став итьсв етофильтрв гнезд оприбора.
6. |
П ередв инуть рукоя ткукю в етодержателя в прав од оупора (в пучок |
в в од ится кю в етасдистиллиров анной в одой ). |
|
7. |
Ручками регулиров ки усиления «грубо» и «плав но» установ ить |
стрелкиприборана100% (понижней ш кале).
8. П еред в инутькюв етод ержательв край нее лев ое положение (в пучок в в од ится кю в етасраств ором).
9. Сня тьпоказание τ пош калеприбора.
10. Ручкой усиления «грубо» уменьш итьотклонение стрелки измерительногоприборад о10-20% (понижней ш кале).
11. Сменитьсв етофильтр и пов торитьпункты 6-10 для остальны х св е- тофильтров.
И змерения пров ести с тремя раств орами. П оокончании измерений промы тьипротеретькю в еты . К ю в етодержательскюв етамив став итьв рабочую камеруприбора.
Результаты измерений св естив таблицу. П остроитьграфики τ = f (λ) д ля в сех исследов анны х раств оров (наод ном листемиллиметров ой бумаги).
Вариан т7б Описан иеФ Э К -56. М етодикаи порядок измерен ийн аФ Э К -56
О птическая сх ема фотоэлектрическогоколориметраФ Э К -56 прив ед е- нанарис. 4.
5 )
4 |
6 |
|
|
|
|
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
2
1
*3
4 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
5)
23
Рис. 4. О птическая сх емаФ Э К -56.
Св етов ой пучок отисточникасв ета1, прой д я черезсв етофильтр 2, попад аетнапризму3, которая д елитпучок надв а: лев ы й и прав ы й . И сточник св етапомещ енв фокусе линз4. П араллельны е св етов ы е пучки, отразив ш ись
отзеркал5, ид утчерезкю в еты 6 и попадаю тналинзы |
8, в фокусе которы х |
помещ ены матов ы е стекла9, азанимифотоэлементы |
10. В прав ы й пучок |
могутпоочеред нопомещ аться кю в еты сраств орителем или раств ором. Раз-
д в ижны е диафрагмы |
7 в лев ом иправ ом пучке могутменятьсв етов ы е пото- |
|||
ки, |
пад ающ ие на лев ы й и прав ы й фотоэлементы . П рав ая раздв ижная д иа- |
|||
фрагмасв я занасбарабаном, покоторомупроизв одится отсчетτ % илиD (на |
||||
барабане нанесены |
д в е ш калы . О днаш калачерная - ш каласв етопропуска- |
|||
ния |
τ %; другая |
ш кала - красная - соотв етств ует оптической плотности |
||
D = − lgτ образца). |
|
|||
|
П рав ы й св етов ой пучок я в ля ется измерительны м, лев ы й - компенсаци- |
|||
онны м. |
|
|
||
5. |
Э лектрическая сх емав ключения фотоэлементов представ ленанарис. |
|||
Ф отоэлементы |
в клю чены таким образом, чтокогд а на них пад аю т |
|||
|
одинаков ы е св етов ы е потоки, результирую щ ий ток черезсопротив ление нагрузки R рав ен нулю и эторегистрируется нуль-инд икатором. П ри нерав енств е св етов ы х потоков нуль-индикатор покажет наличие результирующ его тока.

|
|
|
24 |
|
|
|
Ф Э |
Н .- И . |
|
_ |
+ |
) |
i1 |
|
|
У с. |
|||
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
R |
|
|
_ |
Ф Э |
i2 |
|
+ |
( |
|||
|
|
|||
|
|
|
Рис.5. Э лектрическая сх емав клю чения фотоэлементов. «Ф Э » - фотоэлементы ; «У с» - усилитель; «Н .-И .» - нуль-инд икатор(микроамперметр)
П ринцип работы прибора. В прав ы й св етов ой пучок помещ аю ткюв ету сисследуемы м раств ором. Разд в ижную д иафрагмуправ огоплечаполностью откры в аю т(отсчет100 пош калеτ %). Д иафрагмалев огоплечатакжедолжна бы тьоткры та. В след ств ие поглощ ения св етараств ором направ ы й фотоэлементбудетпадатьменьш ий св етов ой поток, чем налев ы й и стрелкамикроамперметрабуд етотклоня ться отнулев огоположения . В ращ ая барабан ле- в ой раздв ижной д иафрагмы , урав нив аю тсв етов ы е потоки, пад ающ ие нафотоэлементы (стрелкамикроамперметраустанав лив ается нануль).
Затем кю в етасраств ором в прав ом плечезаменя ется такой жекю в етой с раств орителем. П ри этом фотометрическое рав нов есие в нов ьнаруш ается , так как раств орительпрозрачнее раств ора. В ращ ая прав ы й барабан, умень- ш аю тсв етов ой поток в прав ом пучке д ов еличины , которая ранее пропускаласьраств ором. П риэтом стрелкамикроамперметраустанав лив ается на«0».
П олученны й пош кале прав огобарабанаотсчетбудетсоотв етств ов ать коэффициентупропускания τ, в ы раженномув процентах .
О писание прибора. П рибор состоитизсобств енноколориметраи блокапитания . О бщ ий в ид приборапред став леннарис. 6.

|
|
|
|
|
25 |
|
|
1 |
3 |
2 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
9 |
10 |
7 |
|
6 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
5 |
Рис. 6. О бщ ий в ид фотоколориметраФ Э К -56.
А - отсек осв етителя , в котором располагается фотометрическая лампа накалив ания СЦ -98.
Б - кры ш ка отсека, в котором располагаю тся кю в еты с раств ором и раств орителем.
«Н уль» - установ каприборана«0».
«Ч ув ств ит.» - установ качув ств ительностиприбора.
1, 2 - ю стиров очны е в инты , с помощ ью которы х можноперемещ ать лампуСЦ -98 (Вн иман ие! Э тив инты самостоятельно, безуказаний препод а- в ателя илилаборантанекрутить!).
3 - рукояткаш торки затв ора, с помощ ью которой можноперекры в ать св етов ой пучок, в ы х одя щ ий изосв етителя .
В прав ом кю в етодержателе устанав лив аются дв е кю в еты (сраств ором и раств орителем). П ереключение кю в етв прав ом св етов ом пучке произв о- д ится пов оротом рукоятки4 д оупора. Рукояткаскрепленасчерв я ком, покоторомуперемещ ается в инт, несущ ий насебекю в етодержатель. В лев ом пучкеустанав лив ается однакю в ета(сраств орителем).
5 - рукоя ткасмены св етофильтра. Д ев я тьсв етофильтров в монтиров аны в диск, укрепленны й назад ней стенке корпусаприбора. Рабочее положение каждогосв етофильтра фиксируется . Ц ифрана рукоятке, установ ленная напротив белой метки, показы в аеткакой св етофильтрв ключен.
Х арактеристикисв етофильтров прив едены в таблице.
Т аблицасв етофильтров (λ - длинав олны , соотв етств ую щ ая максимуму пропускания св етофильтра; Δλ - полуш ирина(интерв ал) пропускания св етофильтра).
№ св етоф. |
λ, нм |
Δλ, нм |
№ св етоф. |
λ, нм |
Δλ, нм |
1 |
315±5 |
35±15 |
6 |
540±10 |
25±10 |

26
2 |
364±5 |
25±10 |
7 |
582±10 |
30±10 |
3 |
400±5 |
45±10 |
8 |
λпор=597±10 |
|
4 |
440±10 |
40±15 |
9 |
λпор=630±10 |
|
5 |
490±10 |
35±10 |
|
|
|
6 и7 - рукоя ткаиш каладиафрагмы прав огопучка. 8 и9 - рукоя ткаиш каладиафрагмы лев огопучка. 10 - нуль-индикатор(микроамперметр).
П одготов каприборак работе. И змерения наприборе можноначинать спустя 30 мин. послев ключения блокапитания илампы СЦ -98, когд априбор в ы х од итнастабильны й режим работы .
1. Залить в кю в еты раств ор и раств оритель (д истиллиров анная в од а). Рабочие пов ерх ности кю в еттщ ательнопротереть. Н аличие загря знений или капельраств оранарабочих пов ерх ностя х кю в еты прив одитк получению не- в ерны х результатов измерений .
2.У станов итькюв еты в приборе.
3. У станов ить«электрический нуль» прибора. Д ля этого рукояткой 3 (см. рис. 6) св етов ы е пучки перекры в аю тся ш торкой . Рукоя ткой «Н уль» устанав лив аю тстрелкумикроамперметрана«0».
4.П ров еритьчув ств ительностьприбора. Сэтой целью : а) в ключитьсв етофильтр№ 6;
б) установ итьв прав ы й пучоккю в етусв одой ; в ) откры тьрукоя ткой 3 ш торкузатв ора;
г) установ итьпош калеправ огобарабанаотсчет«80»; д ) в ращ ая лев ы й барабан установ ить стрелкумикроамперметра на
«0»;
е) изменитьотсчетш калы прав огобарабананаод ноделение.
О тсчет пош кале микроамперметра д олжен бы ть 2-3 д еления . Е сли этоне так, торучкой «чув ств ительность» д ов ести отклонение стрелки микроамперметрад о2-3 делений изатем пов торитьоперациип. 4.
П оря докизмерений .
1.У станов итьсв етофильтр.
2.Рукоя ткой 4 установ итьв прав ом пучкекю в етусраств ором.
3.И ндексправ огобарабанаустанов итьнаотсчет100 пош калеτ %.
4.В ращ ением лев огобарабанадобиться установ ления стрелки микроамперметрана«0».
5.П ов оротом рукоя тки4 установ итьв прав ом пучке кю в етусраств орителем. П риэтом происх одитсмещ ениестрелкимикроамперметра.
6. В ращ ением прав огоизмерительногобарабана установ ить стрелку микроамперметрана«0».
7. Сня тьотсчетпош кале τ %, чтосоотв етств уеткоэффициентупропускания д ля д анногосв етофильтра.

27
И змерения пров естисов семисв етофильтрамидля 3-х раств оров. Результаты измерений св естив таблицу. П остроитьграфики τ = f (λ)
д ля в сех исследов анны х раств оров (наод ном листемиллиметров ой бумаги).
К онтрольны ев опросы 1. Ф изические причины поглощ ения св етав в ещ еств е. П розрачны е ок-
раш енны еинеокраш енны ев ещ еств а. В ы в од законаБугера. ЗаконБеера.
2. П ринцип дей ств ия иоптическая сх емаиспользов анногов работефотоколориметра. М етодикалабораторной работы .
Л итература, рекоменд уемая для дополнительногоизучения : [4].
О снов ная литература |
|
|
|
1. |
К алитеев ский Н .И . В олнов ая оптика / |
Н .И . |
К алитеев ский . - М .: |
В ы сш . ш к., 1995. - 463 с. - §8.4. |
|
|
|
Д ополнительная литература |
|
|
|
2. |
Бутиков Е .И . О птика/ Е .И . Бутиков . - М |
.: В ы сш . ш к., 1986. - 512 с. - |
|
§2.3. |
|
|
|
3. |
Л ав ренчик В .Н . П останов кафизическогоэкспериментаи статисти- |
||
ческая обработкаегорезультатов / В .Н . Л ав ренчик. - М |
.: Э нергоатомиздат, |
||
1986. - 272 с. - Гл. 6. |
|
|
|
4. |
Л анд сбергГ.С. О птика/ Г.С. Л андсберг- М .: Н аука, 1976. - 926 с. - |
||
§157. |
|
|
|
28
Состав ители: Голицы наО льгаМ их ай лов на, РисинВ италий Е фимов ич, Ч ерны ш ев В ад им В икторов ич
Ред акторТ их омиров аО .А .