Лабораторна робота №1 Дослідження оптичних параметрів матеріалів методом спектроскопії

Мета роботи: Вивчення спектральних властивостей оптичних матеріалів за допомогою спектрофотометра.

Об’єктдослідження: Лазерне скло та світлофільтри.

Задачі, вирішувані в роботі:

1. Вимір залежності величини оптичної густини від довжини хвилі для зразків скла в характерному діапазоні довжин хвиль.

2. Побудова спектрів пропускання світлофільтрів T(λ) та поглинання k(λ)лазерного скла та світлофільтрів.

Теоретичні відомості

Коефіцієнт поглинання світла k – відношення потоку білого світла, який поглинається зразком на відстані 1 см до світлового потоку вхідного випромінювання.

Кількісною характеристикою, що описує послаблення зондувального світла поглинальним середовищем, є величина оптичної густини d. Спосіб її визначення пояснює рис. 1.

Рис. 1. Схема проходження паралельного пучка світла через поглинальне середовище

Якщо - інтенсивність світла, падаючого на досліджуваний зразок, а - інтенсивність світла, що пройшло крізь зразок, то величина оптичної густини розраховується через відношення:

(1)

Знаючи величину d, можна розрахувати коефіцієнт поглинання середовища:

(2)

Де l- товщина зразка в сантиметрах. Із (2) слідує, що одиницею вимірювання коефіцієнта поглинання є [ ]. Величини d і k , при інших рівних умовах, пропорційні концентрації іонів активатора в досліджуваному середовищі. Таким чином, якщо відомо переріз поглинання активатора на довжині хвилі, то можна по величині d чи k судити про концентрацію активатора в конкретному зразку.

В роботі для вимірювання оптичної густини використовується спектрофотометр СФ-26.

Технічні дані сф-26

Спектральний діапазон, нм	від 186 до 1100
Відносний отвір монохроматора	1:11
Діапазон показників шкали коефіцієнта пропускання, %	від 0 до 110
Діапазон вимірювання коефіцієнта пропускання, %	від 3 до 100
Основна похибка вимірювання коефіцієнта пропускання В області спектра від 190 до 1100 нм, % абс.
Величина розсіювального випромінювання, % абс.: При довжині хвилі 200 нм. У видимій
Джерело живлення-сіть	220
Споживана потужність, В*А	170
Габаритні розміри спектрофотометра, мм	930*590*280
Маса спектрофотометра, кг	75

Принцип дії спектрофотометра сф-26

Спектрофотометр СФ-26 призначений для вимірювання коефіцієнта пропускання T досліджуваного зразка, що дорівнює відношенню інтенсивності потоку випромінювання , що пройшов через вимірювальний зразок, до інтенсивності потоку випромінювання , що падає на вимірювальний зразок (чи що пройшов через контрольний зразок, коефіцієнт пропускання якого приймається за одиницю) , і виражається формулою:

Вимірювання відбувається за методом електричної авто компенсації. У монохроматичний потік випромінювання по черзі вводяться контрольний та вимірюваний зразки. При введені контрольного зразка стрілка вимірювального приладу встановлюється на поділці 100% регулюванням ширини щілини, а величину встановленого при цьому світлового потоку приймають за 100% пропускання. При введені у потік випромінювання вимірювального зразка стрілка вимірювального приладу відклоняється пропорційно зміні потоку , величина коефіцієнта пропускання відлічується за шкалою, відкаліброваною у відсотках пропускання чи одиницях оптичної густини.