Схема оптическая принципиальная.
Нить лампы 1 (рис.2) изображается конденсатором 2 в плоскости диафрагмы Д1 (0,8 ·4,0), заполняя светом щель диафрагмы. Далее, диафрагма Д1 изображается вогнутой дифракционной решеткой 4 и вогнутым зеркалом 5 в плоскости такой же щелевой диафрагмы Д2 (0,8 ·4,0). Дифракционная решетка и зеркало 5 создают в плоскости диафрагмы Д2 растянутую картину спектра. Поворачивая дифракционную решетку вокруг оси параллельной штрихам решетки, выделяют щелью диафрагмы Д2 излучение любой длины волны от 315 до 990 нм. Объектив 7, 8 создает в кюветном отделении слабо сходящийся пучок света и формирует увеличенное изображение щели Д2 перед линзой 10. Линза 10 сводит пучок света на фотоприемнике 11
Рис.2. Принципиальная оптическая схема фотометра КФК-3.
в виде равномерно освещенного светового кружка. Для уменьшения влияния рассеянного света в ультрафиолетовой части спектра, за диафрагмой Д1 установлен светофильтр 3. В кюветное отделение (между объективом 7, 8 и линзой 10) устанавливаются прямоугольные кюветы 9.
ПОДГОТОВКА ФОТОМЕТРА К РАБОТЕ.
1. Включить тумблер СЕТЬ.
2. Нажать клавишу ПУСК – на цифровом табло появится симол «Г», соответствующее ему значение и значение длины волны.
3. Выдержать фотометр во включенном состоянии 15 мин при открытой крышке и произвести измерение и учет нулевого отсчета (смещение нуля усилителя). Измерение и учет нулевого отсчета n0 произвести нажатием клавиши НУЛЬ. При измерении нулевого отсчета крышка кюветного отделения должна быть открыта. Значение n0 должно быть не менее 0,005 и не более 0,200.
ПОРЯДОК РАБОТЫ.
1. Установить в кюветное отделение кювету с контрольным раствором в дальнее гнездо кюветодержателя, а кювету с исследуемым раствором – в ближнее гнездо. Сначала в световой пучок поместить кювету с контрольным раствором (рукоятка 4 (рис.1) – влево до упора).
2. Установить ручкой 2 (рис.1) длину волны, на которой проводятся измерения раствора. Длина волны высветится на верхнем цифровом табло.
3. Провести градуировку фотометра. Для этого закрыть крышку кюветного отделения, нажать клавишу «Г». На нижнем цифровом табло слева от мигающей запятой высветится символ «Г». Нажать клавишу «П», затем «Е». На табло должны высветится соответственно символы «П» или «Е» слева от запятой, а справа – соответственно «100,0±0,2» или «0,000±0,002», означающие, что начальный отсчет коэффициента пропускания (100,0%) или оптической плотности (0,000) установился правильно. Если отсчеты установились с большим отклонением, нажать повторно на клавиши «Г», «П» или «Е» через 3-5 секунд.
4. Открыть крышку кюветного отделения и нажать клавишу НУЛЬ, закрыть крышку, нажать снова клавиши «П» и «Е».
5. Затем рукоятку 4 (рис. 1) установить вправо до упора, чтобы ввести в световой пучок кювету с исследуемым раствором. Отсчет на световом табло справа от мигающей запятой соответствует коэффициенту пропускания или оптической плотности исследуемого раствора.
6. Для построения спектральной кривой коэффициента пропускания или оптической плотности провести измерения по данной методике при различных длинах волн от 400 нм до 800 нм.
7. Построить спектральную кривую светопропускания и оптической плотности исследуемого раствора, откладывая по горизонтальной оси длины волн в нанометрах, а по вертикальной оси – значения коэффициента светопропускания или оптическую плотность. Определить по графику длину волны, при которой эти величины имеют экстремальное значение.
8. Установить на фотометре соответствующую длину волны. При этой длине волны провести измерения коэффициента светопропускания и оптическую плотность для растворов вещества с известными концентрациями и потом неизвестной концентрации.
9. Построить градуировочные графики, откладывая по горизонтальной оси значения концентрации С, а по вертикальной – соответствующие им значения оптической плотности D и светопропускания Т.
10. С помощью графика определить неизвестные концентрации растворов вещества.
11. Данные эксперимента занести в таблицу.
Таблица 1.
| Конц. растворов, С% | 2% | 4% | 6% | 8% | Х1 | Х2 |
| Т | ||||||
| D | ||||||
| Неизвестные значения концентрации |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Объясните механизм поглощения света.
2. Запишите законы поглощения света.
3. Какой физический смысл коэффициентов Кl и cl ? Почему Кl не зависит от толщаны поглощающего слоя, а cl - от концентрации?
4. Что такое спектр поглощения?
ЛИТЕРАТУРА:
1. Трофимова Т.И. Курс физики, Москва, 1997г.
2. «Физический практикум» под ред. Ивероновой В.И.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13