Определение оптических характеристик окрашенных растворов и рассеивающих сред

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

РЫБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВИАЦИОННАЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. П.А. СОЛОВЬЕВА

КАФЕДРА ФИЗИКИ

УТВЕРЖДЕНО

на заседании методического

семинара кафедры физики

«  » _________ 2003 г.

Зав.каф.  Пиралишвили Ш.А.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №31

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОКРАШЕННЫХ РАСТВОРОВ

И РАССЕИВАЮЩИХ СРЕД

Рыбинск, 2003

ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

          Лабораторная установка имеет подключение к электрической сети напряжением 220 В. Требуется соблюдать нормы электробезопасности согласно инструкции № 4.

          СПЕЦИАЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ: колориметр-нефелометр ФЭК-56 М выверен, требует аккуратного обращения. Прибор включается только на время проведения измерений после ознакомления с инструкцией, подготовки необходимых для заполнения таблиц результатов наблюдений. Кюветы с раствором и растворителем не вынимайте из установочных панелей.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОКРАШЕННЫХ РАСТВОРОВ И РАССЕИВАЮЩИХ СРЕД

          ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение особенностей прохождения света через оптически однородные и неоднородные среды. Определение коэффициента пропускания, оптической плотности и коэффициента Бэра окрашенных растворов.

          ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: колориметр-нефелометр фотоэлектрический ФЭК-56 М, исследуемый раствор, растворитель, кюветы.

1.  КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

При прохождении света через среды (и через растворы в частности) происходит уменьшение его интенсивности вследствие взаимодействия световой волны с частицами вещества. Такое ослабление света называется экстинкцией. Экстинция обусловлена двумя причинами: поглощением и рассеянием света.

     При прохождении электромагнитной волны через вещество часть ее энергии затрачивается на возбуждение колебаний электронов. Частично эта энергия вновь возвращается излучению в виде вторичных волн, частично же переходит в другие виды энергии (например, во внутреннюю энергию вещества). Таким образом интенсивность света при прохождении его через вещество уменьшается. Уменьшение интенсивности света, обусловленное переходом части его энергии в другие виды энергии при распространении в среде и называют поглощением. Вынужденные колебания электронов, а, следовательно, и поглощение света, становятся особенно интенсивными при резонансной частоте.

Опыт показывает, что изменение интенсивности света на пути  пропорционально величине этого пути и величине самой интенсивности:

                                                               ,                                                   (1)

где  – постоянная, зависящая от свойств поглощающего вещества, называемая коэффициентом поглощения. Знак «минус» в формуле (1) присутствует потому, что световой поток ослабляется с увеличением  и поэтому  и  имеют разные знаки.