Измерение коэффициента ослабления излучения при прохождении через заданную среду. Установка для измерения коэффициента ослабления.
Измерение происходит на специальной экспериментальной установке. Она включает следующие основные элементы:
Источник излучения, в качестве которого используется полупроводниковый лазер мощностью 5 МВт с длиной волны 0,65 мкм.
Плоская кювета, заполненная исследуемой жидкостью, или другое поглощающее вещество.
Оптическая линза для расширения остронаправленного лазерного луча и снижения интенсивности излучения.
Спектрограф, обеспечивающий разложение падающего излучения в спектр. Он используется при применении источника со сплошным и полосатым спектром, когда зондирующее излучение создается излучающей температурной лампой с плоской вольфрамовой нитью или исследуется собственное излучение различных пламен.
Приемник излучения – фотодиод на основе кремния, выходной сигнал которого составляет 6…10 мВ. Приемник крепится непосредственно на выходе спектрографа.
Усилитель выходного сигнала.
Согласующее устройство выходного сигнала, обеспечивающее регистрацию на ПК.
Все основные элементы устанавливаются на единой оптической скамье, которая позволяет проводить настройку и юстировку всей измерительной системы.
Методика измерения.
Во время эксперимента измеряется интенсивность излучения без установки поглощающего вещества и интенсивность излучения, прошедшего сквозь него. На выходе получаем соответствующие величины напряжений, пропорциональные этим интенсивностям. По закону Бугера отношение интенсивностей падающего и пропущенного средой излучения равно:
При измерении коэффициента поглощения среды необходимо учитывать, что стенки кюветы тоже частично поглощают излучение. Поэтому необходимо корректировать падающее излучение на величину этого поглощения.
Обработка результатов эксперимента и расчет коэффициента ослабления луча.
|
Светодиод выкл. |
Красный λ=621 нм |
Зеленый λ=527 нм |
Синий λ=470 нм |
прозрачная жидкость |
2 мВ |
1550 мВ |
1446 мВ |
1617 мВ |
непрозрачная жидкость |
1,2 мВ |
580 мВ |
374 мВ |
6,8 мВ |
Обработка результатов.
Толщина слоя жидкости l = 0,005 м.
