Спектральный анализ в физике конденсированного состояния: Лабораторный практикум, страница 13

Таблица 2 – Зависимость К_λ от длины волны света λ

Обработка экспериментальных данных

1. Проверка закона Бугера-Ламберта

Если зависимость интенсивности света, прошедшего через слой поглощающего вещества, от толщины слоя подчиняется закону Бугера-Ламберта (4), (8), то справедливо равенство [2-3]

                                                                  (9)

Но, как указано ранее, интенсивность светового потока Ф пропорциональна току I, регистрируемому измерительным прибором фотоколориметра, т.е.

                                           (10)

Тогда в координатах (lnI- x) экспериментальные зависимости должны спрямляться. Причем тангенс угла наклона зависимостей к оси х представляет собой коэффициент ослабления проходящего света данной длины волны при данной концентрации проходящего вещества.

Проверить, удовлетворяют ли полученные данные закону Бугера-Ламберта и определить К_λ можно путем построения линий регрессии (lnI- x) по методу наименьших квадратов. Линией регрессии в этом случае называется линия, сумма квадратов отклонений экспериментальных точек от которой является наименьшей. Уравнение такой линии в случае линейной зависимости между рассматриваемыми величинами имеет вид:

                    y=y₀+ax,                                                         (11)

где а – тангенс угла наклона линии регрессии,

 (12)

                                                    (13)

где  и  - средние значения рассматриваемых величин, полученных экспериментально;

 - среднее значение квадрата х,

 - среднее значение произведения величин x и y.

Если зависимость между x и y является действительно линейной, то коэффициент корреляции yот x, который рассчитывается по формуле

                                         (14)

должен быть близок к единице (не менее 0,8).

Таким образом, для проверки закона Бугера-Ламберта необходимо рассчитать уравнение линий регрессий и полученных экспериментальных данных для длины волны проходящего света в отдельности и определить коэффициент корреляции их.

2. Определение коэффициента ослабления и построение спектра поглощения

Коэффициентами ослабления К_λ, как показано выше, являются коэффициенты при неизвестных в уравнениях линий регрессии, поэтому они автоматически получаются при расчете этих уравнений.

Построение спектра поглощения сводится к получению графика зависимости К_λ(λ), где λ – длина волны проходящего света.

Контрольные вопросы

1.  В чем заключается закон Бугера-Ламберта?

2.  Как интенсивность проходящего света зависит от длины волны и от толщины проходящего света?

3.  В чем заключается принцип работы колориметра?

4.  Как построить спектр поглощения?

Список литературы

5.  Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1985. – 432 с.

6.  Малышев В.И. Введение в экспериментальную спектроскопию. – М.: Наука, 1979. – 480с.

7.  Булатов М.И. Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрометрическим методам анализа. – Л.: Химия, 1979. – 376с.

План 2003

Составители:

Виктор Викторович Коваленко

Сергей Валерьевич Коновалов

СПЕктральный анализ в Физике

конденсированного состояния

Лабораторный практикум

Напечатано в полном соответствии с авторским оригиналом

Изд.лиц.N 01439 от 05.04.2000.  Подписано в печать

Формат бумаги 60х84 1/16. Бумага писчая. Ризография

 Усл.печ.л.    Уч.изд.л.  Тираж     экз.  Заказ    

Сибирский государственный индустриальный университет.

654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Издательский центр СибГИУ