отчёт по лабораторной работе (оптика). П ервое высшее техническое учебное заведение россии
 Скачать 99.39 Kb.
|
|
П  ЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИМИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра общей и технической физики ОТЧЁТ по лабораторной работе №2 Исследование зависимости коэффициента поглощения жидкости от длины волны Выполнил студент группы ИТО-21: Бойко Вероника Сергеевна Дата: ________________ Проверил: ________________________________________________ __ Санкт-Петербург 2022 1. Цель работы. Исследовать зависимость коэффициента поглощения жидкости от длины волны. 2. Краткое теоретическое содержание. Если на слой какого-нибудь вещества направить пучок параллельных лучей, то в результате взаимодействия с веществом прошедший через него поток энергии будет меньше вошедшего в него. Объясняется это поглощением, рассеянием и отражением света. Поглощение и рассеяние происходят внутри вещества, поэтому, вызываемые ими изменения светового потока зависят от толщины слоя вещества. Отражение света наблюдается на границах раздела сред, и ослабление потока в этом случае не зависит от толщины слоя. Если свет нормально падает на границу раздела двух сред, отношение отраженного потока световой энергии к падающему потоку  ,где R – коэффициент отражения; n1 и n2 – показатели преломления соответствующих сред. После отражения на каждой границе поток световой энергии ослабится в  раз.Обычно первая среда – воздух (  ), и можно с достаточной точностью считать , где n – показатель преломления поглощающей среды, n = n2. Ослабление светового потока при учете только рассеяния и поглощения света описывается формулой закона Бугера – Бэра:  ,где I0 и I – световой поток, вошедший в поглощающий слой и вышедший из него соответственно; – толщина слоя; k – коэффициент рассеяния; k – коэффициент поглощения. Величина I/I0 называется пропусканием, а величина, обратная пропусканию I0/I, – ослаблением светового потока. Коэффициенты k и k характеризуют свойства вещества и, как правило, зависят от длины волны распространяющегося в веществе света. Коэффициент рассеяния k обычно пропорционален четвертой степени частоты волны: k 4. Величина его для обычных прозрачных сред (газов, жидкостей, стекол) невелика, и ослабление света происходит, главным образом, вследствие поглощения. В мутных средах (тумане, дыме, коллоидных растворах) ослабление света вследствие рассеяния может быть значительным. Если не учитывать рассеяние света и отражение на границах слоя, то ослабление, вызванное только поглощением светового потока,  .Если учесть отражение света на границах раздела и поглощение света в толще вещества, то ослабление светового потока  .Из последней формулы можно найти значение k (), если известна величина коэффициента отражения R() и проведены измерения ослабления света. Однако учитывать коэффициент отражения необязательно. Можно исключить его, используя для этой цели две кюветы разной длины. Сначала световой поток I0 пропускают через поглощающий слой толщиной 1, затем такой же световой поток пропускают через слой того же вещества толщиной 2. Для первого случая  (1)для второго  (2)Поделив уравнение (1) на (2), получим  Логарифмируя последнее соотношение, получаем рабочую формулу для определения коэффициента поглощения:  3. Схема установки.  1 – выходная щель 2 – объектив 3 – призма с поворотным устройством 4 – объектив 5 – входная щель 6 и 6’ – исследуемые слои кюветы 7 – источник света 4. Основные расчётные формулы.  где  – коэффициент поглощения;  и  – толщина слоёв, м;  и  – сила тока светового потока, мкА.5. Формулы для расчёта погрешностей косвенных измерений.   6. Таблицы с результатами измерений.
7. Пример вычислений. а) Исходные данные:  ;  б) Погрешности прямых измерений:  = 0,05 мм;  =  в) Вычисления величин (для длины волны λ = 5070  ): г) Расчёт погрешности косвенных измерений (для длины волны λ = 5070 ): 8. Вывод. В результате проведённой работы была исследована зависимость коэффициента поглощения жидкости от длины волны при помощи измерений на монохроматоре интенсивности света, прошедшего через кюветы разной толщины. Значение коэффициента поглощения для длины волны λ = 5070 составляет  .9. Графический материал. График зависимости коэффициента поглощения жидкости от длины волны для исследуемого спектрального интервала.  |
