где e - коэффициент пропорциональности, не зависящий от концентрации, а зависящий от типа растворенного вещества и от длины волны.
Подставляя (3) в (2), получим закон, который носит название закона Бугера-Ламберта-Бера
.
(4)
Далее
,
(5)
.
(6)
Величина
называется поглощением или
оптической плотностью раствора.
Для
характеристики раствора, кроме поглощения Е, применяется другая величина
– прозрачность раствора 
.
Из формулы (6) видно, что при постоянной толщине поглощающего слоя x величины kиEпропорциональны друг другу. Измеряя Eпри разных l и строя график зависимости E=E(l), можно получить кривую, подобную кривой поглощения k=k(l) (см.рис.2).
При одинаковой толщине поглощающего слоя из условия пропорциональности ЕиС вытекает
. (7)
Таким образом, достаточно знать поглощение раствора Ес известной концентрациейС и поглощение раствора Ехс неизвестной концентрацией, чтобы определить эту неизвестную концентрацию.
Однако при больших концентрациях закон Бера, а с ним и формула (7) нарушаются. В этом случае необходимо строить градуировочную кривую E=E(С), по которой неизвестная концентрация определяется графически.
Фотометр Пульфриха относится к системе диафрагменных приборов с визуальным уравниванием интенсивности света в двух плечах прибора. В силу последнего обстоятельства прибор можно использовать только для работы в видимой области.
Оптическая схема фотометра показана на рис.3. Световые пучки от источника света S, отразившись от зеркал З1 и З2, проходят в одном плече через кювету К1 с водой, в другом через кювету К2 с поглощающим раствором. Пройдя через диафрагмы Д1 и Д2, площадь отверстия которых можно изменять от 0 до S0 поворотом барабанов Б1 и Б2, оба пучка при помощи призм П1 и П2 направляются на бипризму Бп. Между бипризмой и окуляром Ок находится кассета со сменными фильтрами, которые можно поочередно помещать на пути лучей. Фильтры изготовлены из специальных стекол, каждое из которых пропускает монохроматический свет с определенной длиной волны. Благодаря этому можно изучать поглощение на разных длинах волн.
Из-за присутствия бипризмы Бп поле зрения окуляра выглядит в виде круга, разделенного вертикально линией на две равные половины. Благодаря повороту лучей бипризмой, левая половина освещается только потоком Ф1, а правая половина – только потоком Ф2, выходящим из левой диафрагмы Д2.
При Ф1 = Ф2 все поле будет освещено равномерно. При этом световые потоки можно представить как
Ф1=I1S1, Ф2=I2S2,
где I– соответствующие интенсивности, а S – площади отверстий диафрагм.
Пусть интенсивности света, падающего на кюветы К1 и К2, одинаковы и равны I0.
Интенсивность света, прошедшего кювету К1 с водой, практически остается неизменной (вода не поглощает в видимой области)
I1»I0.
Интенсивность света, прошедшего кювету К2 с исследуемым раствором, уменьшается (раствор поглощает свет)
I2<I0.
Вследствие этого правая половина поля зрения окажется более темной. Для выравнивания освещенностей обеих половинок, нужно уменьшить площадь отверстия диафрагмы со стороны воды, уменьшив S1 по сравнению с S2 . Этого добиваются вращением барабана Б1.
Пусть диафрагма Д2 открыта полностью, т.е. S2=S0, тогда при равенстве освещенности обеих половин поля зрения имеем
I0S1=I2S0.
Отсюда
и 
.
На
измерительных барабанах Б1 и Б2 нанесено две шкалы:
красная и черная. Красная шкала проградуирована в значениях 
; черная – в значениях 
. Это позволяет определить Е и
D непосредственно по барабану диафрагмы
Д1, расположенной со стороны воды.
Если интенсивность света, падающего на кюветы К1 и К2 различна, то поглощение Е нельзя определить по какому-то одному барабану. В этом случае поступают следующим образом. Сначала кювету с исследуемым раствором ставят в правый пучок света, а кювету с водой в левый. Правый барабан ставят на отсчет 0 (по красной шкале). Вращением левого барабана добиваются одинаковой освещенности обеих половин поля зрения и снимают отсчет Е1 по красной шкале левого барабана. Затем кюветы меняют местами. При этом левый барабан устанавливают на нуль, а по правому снимают отсчет Е2.
Можно показать, что искомое поглощение найдется как полусумма обоих отсчетов
.
(8)
Порядок выполнения работы
До начала работы следует проверить правильность установки прибора. Для этого надо убедиться, что при отсутствии кювет и одинаковом положении отсчетных барабанов обе половины поля зрения одинаково и равномерно освещены. Выполнение этого условия означает равенство интенсивностей света, падающего на кюветы К1 и К2. Как было показано, в таком случае отсчет Е можно сделать по одному барабану со стороны кюветы с водой. Неодинаковость в освещении поля зрения можно устранить, отрегулировав положение источника света. Но в процессе работы указанная установка может сбиться и, чтобы избежать связанных с этим ошибок, отсчеты лучше делать по двум барабанам с использованием формулы (8).
I.Снятие кривой поглощения
1. Установить кюветы с поглощающим раствором и с дистиллированной водой в соответствующие гнезда на столике прибора. Отсчетные барабаны установить на 0 по красной шкале (полное раскрытие диафрагм). Поворотом наружного кольца, охватывающего кассету с фильтрами, поставить нужный фильтр на пути лучей света. Номер фильтра, поставленного в рабочее положение, читается в нижнем окне кассеты. Верхнее окно кассеты (закрытое заслонкой) предназначено для просмотра фильтров вместе с их номерами. Марка фильтра обозначена на его оправе. Работать следует с фильтрами марки М. Фильтр, маркированный отметкой М-72, пропускает свет с длиной волны 720 нм, отметка М-66 соответствует 660 нм и т.д. Порядковый номер фильтра обозначен цифрой над его оправой.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.