- •Сборник проектных заданий к спецкурсу: «Оптические свойства твёрдых тел». Аннотация
- •Проект № 1
- •Цель работы:
- •Актуальность:
- •Отражение.
- •Законы отражения. Принцип Гюйгенса. Формулы Френеля. Поляризация света.
- •1.5. Виды отражений.
- •1.6.Дисперсия света. Опыт Ньютона. Виды дисперсий.
- •Решение задач.
- •Тест к проекту № 1.
- •Угол падения луча через воздух на поверхность стекла равен 60 градусов, угол преломления равен 30 градусам. Выберите правильное утверждение.
- •2. На рисунке изображены плоское металлическое зеркало вс и лампочка а. Выберите правильное утверждение (рисунок).
- •Проект № 2
- •2.4.2 Поглощение ик-излучения веществом
- •2.4.3 Способы изображения ик спектров
- •2.4.4 Качественный и количественный анализ по ик спектрам
- •Приготовление образцов
- •2.4.6. Принципы устройства и действия ик-Фурье спектрометров.
- •Глаз пчелы.
- •Методика экспериментов.
- •Результаты экспериментов
- •Тест к проекту №2
- •Проект № 3.
- •3.1. Спектральный анализ. Виды спектров.
- •3.2. Открытие спектрального анализа.
- •3.3. Эмиссионный спектральный анализ.
- •3.4. Источники света.
- •3.5. Спектральные приборы.
- •3.6. Применение эмиссионного спектрального анализа.
- •Тест к проекту № 3.
- •Проект № 4. Абсорбционный анализ
- •Спектральные приборы
- •Лабораторная работа
- •Проект № 5.
- •Введение
- •2.1 Основные определения и понятия
- •2.2 Оптические свойства металлов
- •Приборы для исследования оптических характеристик металлов.
- •2.4.Экспериментальные методики
- •2.5.Техническое применение
- •Изучение оптических свойств пленок вольфрамата лантана, легированных самарием
- •Результаты экспериментов
- •Тест к проекту №5
- •Проект № 6.
- •6.1. Актуальность.
- •6.2. Цель работы
- •6.3. Магнитооптические эффекты.
- •Эффект Керра
- •6.4.Феррит гранат
- •6.5.Лабораторная работа №1. Изучение спектра пропускания и поглощения феррит – граната, при помощи ик – Фурье спектрометра.
- •6.6.Лабораторная работа №2. Определение абсорбции с помощью биохимического анализатора.
- •Тест к проекту № 6
- •Проект № 7
- •7.1.Цель работы:
- •7.2.Актуальность.
- •7.3. Определение молекулы.
- •7.4. Подходы к теоретическому анализу связи между строением сложных молекул и их спектральными свойствами.
- •7.5. Уравнение Шрёдингера.
- •7.5.1. Решение модельного квантового уравнения для ядерной подсистемы.
- •7.5.2. Решении задачи в ангармоническом приближении.
- •7.6. Лабораторная работа.
- •Тесты к проекту №7.
- •1. Молекула состоит из…
- •2. Решение прямой спектральной задачи, состоит в нахождении всех характеристик молекул непосредственно из решения уравнения…
- •3. Уравнение Шредингера -…
- •Общий тест к проектам.
- •Условные обозначения.
Приборы для исследования оптических характеристик металлов.
В настоящее время на мировом рынке существует огромное количество различных спектрометров, отличающихся по разным характеристикам. Перечислим некоторые из них и на примере одного перечислим свойства.
Рис.5.2 (Спектрометр МИНИЛАБ «СЛ»)
Рис.5.3 (Высокоточный вакуумный спектрометр ДФС-51 «СЛ» с источником возбуждения спектров ИВС-500М)
Рис.5.4 ( Специализированный спектрометр для определения концентрации водорода в титановых сплавах «ТИТАН СЛ». Выполнен на базе стандартного штатива «ИВС23» )
Рис.5.5 (Универсальный настольный спектрометр «МСА I» для небольших литейных цехов)
Именно на этом примере мы и остановимся.
МСА – компактный спектрометр на ПЗС-линейках, сконструированный для замены МФС-8 и ДФС-51. Его назначение – получение за 1-2 минуты точного состава при входном контроле, выплавке, анализе продукции, в том числе:
1) стали и чугунов всех марок;
2) меди и ее сплавов (латуни, бронзы …);
3) алюминия и алюминиевых сплавов;
4) свинца, олова и сплавов на их основе;
5) сплавов на основе титана, магния и других металлов;
6) драгоценных металлов, порошков.
ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИБОРА:
1) высокие аналитические характеристики, которые обеспечиваются применением двух полихроматоров с лучшими дисперсиями в классе компактных приборов (близкими к ДФС-51) и специально рассчитанной оптической схемы с компенсацией астигматизма и учитывающей применение ПЗС с плоским полем.
2) стабильность показаний при изменении внешней температуры.
3) высокая устойчивость работы при колебаниях напряжения в питающей сети благодаря встроенному корректору мощности.
4) хорошее аналитическое сопровождение и преемственность опыта, накопленного нашими специалистами в течение десятков лет, начиная со времени разработок приборов серии МФС, ДФС в сочетании с возможностями автоматического выбора.
5) наличие технических и программных средств, обеспечивающих оптимальное решение конкретных аналитических задач (256 режимов работы генератора, автоматический выбор лучших аналитических линий, межэлементная коррекция и много другого, что делает прибор точным, удобным). Пользователям предоставляются возможности как уже готовые методики анализа, так и возможность самостоятельной разработки новых методик.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ «МСА I»
Характеристика |
Значение |
Оптическая схема 1 или 2 полихроматора |
R=500мм, решетки 2400 и 3600 штр/мм, с компенсацией астигматизма |
Обратная линейная дисперсия и и область спектра |
0,55 нм/мм (170-200 нм вакуумный); 0,8 нм/мм (190-410 нм – воздушный); 2,4 нм/мм (400-800 нм – воздушный) |
ПЗС-линейки |
11шт по 3648 пикселей |
Динамический диапазон |
до 4000 |
Источник возбуждения спектров |
СRL-разряд с управляемыми параметрами разрядного контура 256 режимов |
Штатив |
с аргоновой продувкой, возможно подключение УШТ-4 |
Температура среды |
От 10 до 35 ◦ С |
Электропитание |
220 В, 50 Гц возможна работа от 180 до 240В |
Габариты и вес |
620*400*400 мм; 70 кг |
ПРИМЕРЫ АНАЛИТИЧЕСКИХ ПРОГРАММ НА СПЕКТРОМЕТРЕ «МСА I»
|
Алюминий первичный |
Сплавы алю- миниевые |
Сплавы титановые |
Сплавы медные |
Сталь угле- родистая и низколег. |
Сталь легированная |
Алюминий |
Основа |
Основа |
1.6 – 7.8 |
0.04 -11.0 |
0.01 – 1.5 |
0.01 – 1.0 |
Бериллий |
|
0.0004 – 1.00 |
|
0.01 – 3.0 |
|
|
Бор |
|
|
|
|
|
|
Ванадий |
|
0.002 – 0.3 |
0.003 – 6.0 |
|
0.004 – 1.5 |
0.03 – 4.0 |
Висмут |
|
|
|
0.001 – 0.01 |
|
|
Вольфрам |
|
|
|
|
0.07 – 1.5 |
0.03 – 17.5 |
Галлий |
|
0.006 – 0.03 |
|
|
|
|
Железо |
0.001 – 0.82 |
0.01 – 5.0 |
0.09 – 1.6 |
0.005 – 4.0 |
Основа |
Основа |
Кадмий |
|
|
|
0.001 – 2.0 |
|
|
Кальций |
|
|
|
|
|
|
Кобальт |
|
|
|
0.003 – 4.0 |
|
0.01 – 10.0 |
Кремний |
0.003 – 0.76 |
0.01 – 15.0 |
0.03 – 0.4 |
0.002 – 5.0 |
0.05 – 1.5 |
0.01 – 2.0 |
Магний |
0.003 – 0.01 |
0.003 – 12.0 |
|
0.001 -0.5 |
|
|
Марганец |
0.003- 0.06 |
0.001 – 5.0 |
0.02 – 2.0 |
0.005 – 3.0 |
0.05 – 2.0 |
0.01 – 15.0 |
Медь |
0.003 – 0.3 |
0.0006 – 8.0 |
0.001-0.25 |
Основа |
0.009 – 0.6 |
0.01 – 1.0 |
Молибден |
|
|
0.03 – 6.0 |
|
0.005 – 0.9 |
0.03 – 5.5 |
Никель |
0.0007 -0.0030.003 |
0.004 – 0.7 |
|
0.001 – 3.0 |
0.009 – 4.5 |
0.01 – 46.0 |
Ниобий |
|
|
|
|
0.02 – 0.1 |
0.05 – 1.4 |
Олово |
|
|
0.8 – 4.0 |
0.001 – 7.0 |
|
|
Свинец |
|
0.001 – 0.6 |
|
0.001 – 3.0 |
|
|
Титан |
0.0007 – 0.1 |
0.008 – 2.0 |
Основа |
0.001 – 0.3 |
0.008 – 0.5 |
0.006 – 3.0 |
Углерод |
|
|
|
|
0.005 – 1.4 |
0.03 – 1.5 |
Фосфор |
|
|
|
0.00-1,0 |
0,006-0,05 |
0,006-0,05 |
Хром |
0.004 – 0.05 |
0.001 – 0.23 |
0.02 – 2.0 |
0.003 – 1.5 |
0.002 – 2.0 |
0.02 – 34.0 |
Цинк |
0.002 – 0.005 |
0.007 – 12.0 |
|
0.001 – 7.0 |
|
|
Цирконий |
|
|
0.04 – 5.0 |
0.004 – 0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нормы |
|
|
|
|
|
|
точности по |
ГОСТ 3221 -85 |
ГОСТ 7727-81 |
ГОСТ23902-79 |
ГОСТ 9716.2-79 |
ГОСТ18895-97 |
ГОСТ18895-97 |
|
|
|
|
ГОСТ20068.2-79 |
|
|
Рис.5.6 (Показания прибор сразу выводит на монитор ПК, где показан график спектрального анализа металла и его примесей (если есть))
