Исследование зависимости коэффициента поглощения жидкости от длины волны
Понятия абсорбции, люминесценции, теплового излучения, дисперсии, коэффициента рассеивания. Закон Бугера-Бэра. Схема монохроматора. Формулы погрешностей косвенных измерений интенсивности света. Расчёт коэффициента поглощения света при 2000 делениях.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.10.2017 |
| Размер файла | 81,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра общей и технической физики
Отчет
по лабораторной работе
Исследование зависимости коэффициента поглощения жидкости от длины волны
По дисциплине: Физика
Выполнил студент гр. НГД-16-7 Петрова Л.Н.
Санкт-Петербург 2017 год
Цель работы: Исследовать зависимость коэффициента поглощения жидкости от длины волны.
Краткое теоретическое содержание.
1. Явление изучаемое в работе: явление поглощения света веществом (абсорбция).
2. Определение основных физических величин, понятий, объектов и процессов.
Абсорбция - явление уменьшения энергии световой волны при ее распространении в веществе, происходящее вследствие преобразования энергии волны во внутреннюю энергию вещества или в энергию вторичного излучения, имеющего другой спектральный состав и иные направления распространения (фотолюминесценция). Поглощение света может вызывать нагревание вещества, возбуждение и ионизацию атомов или молекул, фотохимические реакции и др. процессы в веществе.
Люминесценция - излучение света телами, избыточное над тепловым при той же температуре и имеющее длительность, значительно превышающую периоды излучений в оптическом диапазоне спектра. Это излучение может быть вызвано бомбардировкой вещества электронами и другими заряженными частицами; пропусканием через вещество электрического тока (нетепловое действие), освещением вещества видимым светом, рентгеновскими и гамма-лучами, а так же некоторыми химическими реакциями в веществе.
Фотолюминесценция - люминесценция под действием света.
Тепловое излучение - электромагнитное излучение тела, находящегося в состоянии термодинамического равновесия. Такое равновесное излучение осуществляется, например, если излучающее тело находится внутри замкнутой плоскости с непрозрачными стенками, температура которых равна температуре тела
Оптически однородная среда - среда, где показатель преломления не зависит от координат и является постоянным по всему объёму среды.
Оптически неоднородная среда - среда, где показатель преломления не остаётся постоянной, а нерегулярно изменяется от точки к точке среды (например из-за присутствия инородных малых частиц).
Длина волны - это расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одинаковых фазах.
Интенсивность света - модуль среднего по времени значения плотности потока энергии, переносимой световой волной.
Поглощением света - называется явление потери энергии световой волной, проходящей через вещество.
Рассеяние света - отклонение распространяющегося в среде светового пучка во всевозможных направлениях. Рассеяние света обусловлено неоднородностью среды и взаимодействием света с частицами вещества, при котором изменяется направление распространения, частота и плоскость колебаний световой волны.
Дисперсия света - зависимость показателя преломления вещества от частоты (длины световой волны) света. .
Поток энергии - кол-во энергии, переносимое волной через некоторую поверхность в единицу времени.
Коэффициент поглощения - это доля поглощения объектом, взаимодействующего с ним другого объекта.
Коэффициент рассеяния - добавочный коэффициент, обусловленный рассеянием.
3.Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчетные формулы.
Интенсивность света при прохождении через вещество убывает по экспоненциальному закону. Закона Бугера-Бэра:
где I0 - световой поток, вошедший в поглощенный слой; I - вышедший световой поток; l - толщина слоя; k1 - коэффициент рассеяния; k - коэффициент поглощения.
Схема установки:
Рис. 1 1-выходная щель, 2- объектив выходной трубы, 3- призма с поворотным устройством, 4- объектив коллилатора, 5- входная щель монохроматора, 6,6'- исследуемый слой в кювете, 7- лампа накаливания
Расчетные формулы
Расчет коэффициента поглощения света:
V. Формулы погрешностей косвенных измерений
,
где - погрешность измерения интенсивности света с помощью микроамперметра.
Таблица с результатами измерений
|
Деление барабана |
||||||||
|
2000 |
5100 |
12 |
26 |
2,16 |
0,77 |
0,1925 |
0,03045 |
|
|
2050 |
5150 |
12,5 |
30 |
2,4 |
0,88 |
0,2189 |
0,02833 |
|
|
2100 |
5190 |
13 |
34 |
2,62 |
0,96 |
0,2408 |
0,02658 |
|
|
2150 |
5260 |
13,5 |
38 |
2,81 |
1,03 |
0,2583 |
0,02510 |
|
|
2200 |
5310 |
14 |
42 |
3 |
1,10 |
0,2747 |
0,02381 |
|
|
2250 |
5400 |
15 |
46 |
3,06 |
1,12 |
0,2796 |
0,02210 |
|
|
2300 |
5490 |
17 |
51 |
3 |
1,10 |
0,2747 |
0,01961 |
|
|
2350 |
5580 |
18 |
55 |
3,06 |
1,12 |
0,2796 |
0,01843 |
|
|
2400 |
5640 |
20 |
59 |
2,95 |
1,08 |
0,2705 |
0,01674 |
|
|
2450 |
5700 |
22 |
63 |
2,86 |
1,05 |
0,2627 |
0,01533 |
|
|
2500 |
5810 |
26 |
67 |
2,58 |
0,95 |
0,2369 |
0,01335 |
|
|
2550 |
5900 |
30 |
69 |
2,3 |
0,83 |
0,2082 |
0,01196 |
|
|
2600 |
6020 |
33 |
63 |
1,909 |
0,65 |
0,1616 |
0,01154 |
|
|
2650 |
6170 |
31 |
59 |
1,903 |
0,64 |
0,1609 |
0,01230 |
|
|
2700 |
6280 |
26 |
46 |
1,77 |
0,57 |
0,1427 |
0,01505 |
|
|
2750 |
6400 |
18 |
30 |
1,7 |
0,53 |
0,1327 |
0,02222 |
|
|
2800 |
6570 |
10 |
16 |
1,6 |
0,47 |
0,1175 |
0,04063 |
|
|
2850 |
6690 |
4 |
7 |
1,75 |
0,56 |
0,1399 |
0,09821 |
|
|
2900 |
6880 |
2 |
3 |
1,5 |
0,41 |
0,1014 |
0,20833 |
Примеры вычислений
Расчёт коэффициента поглощения света при 2000 делениях:
абсорбция монохроматор поглощение свет
Косвенные погрешности:
VII. Графический материал
Рис. 2 График зависимости
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. Результат был представлен в виде графика, который, доказал сложную зависимость.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие точечного источника света. Законы освещенности, поглощения Бугера, коэффициент поглощения. Использование для измерения освещенности фотоэлемента, величина тока которого пропорциональна освещенности фотоэлемента. Обработка экспериментальных данных.
лабораторная работа [241,8 K], добавлен 24.06.2015Оптические свойства полупроводников. Механизмы поглощения света и его виды. Методы определения коэффициента поглощения. Пример расчета спектральной зависимости коэффициента поглощения селективно поглощающего покрытия в видимой и ИК части спектра.
реферат [1,2 M], добавлен 01.12.2010Физическая природа поглощения и люминесценции. Состав стекла, легированного висмутом, и спектры поглощения. Структурирование висмутовых стекол с помощью фемтосекундного лазера. Исследование температурной зависимости спектрального коэффициента поглощения.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 14.01.2014Теория атомно-абсорбционных измерений: излучение и поглощения света, понятие линии поглощения и коэффициента поглощения, контур линии поглощения. Принцип работы лазера. Описание работы гелий-неонового лазера. Лазеры на органических красителях.
реферат [392,9 K], добавлен 03.10.2007Подготовка монохроматора к работе. Градуировка монохроматора. Наблюдение сплошного спектра излучения и спектров поглощения. Измерение длины волны излучения лазера. Исследование неизвестного спектра.
лабораторная работа [191,0 K], добавлен 13.03.2007Спектральные измерения интенсивности света. Исследование рассеяния света в магнитных коллоидах феррита кобальта и магнетита в керосине. Кривые уменьшения интенсивности рассеянного света со временем после выключения электрического и магнитного полей.
статья [464,5 K], добавлен 19.03.2007Характеристика принципа измерения степени увлажнённости изоляции методом коэффициента абсорбции. Определение примерной зависимости коэффициента абсорбции от температуры. Анализ соединения обмоток трансформатора при помощи комбинированного прибора.
лабораторная работа [147,8 K], добавлен 27.03.2019Исследование понятия дисперсии, зависимости показателя преломления света от частоты колебаний. Изучение особенностей теплового излучения, фотолюминесценции и катодолюминесценции. Анализ принципа действия призменного спектрального аппарата спектрографа.
презентация [734,5 K], добавлен 17.04.2012Сущность метода Стокса по определению коэффициента вязкости. Определение сил, действующих на шарик при его движении в жидкости. Оценка зависимости коэффициента внутреннего трения жидкостей от температуры. Изучение ламинарных и турбулентных течений.
лабораторная работа [1001,4 K], добавлен 15.10.2010Сущность и физическое обоснование явления люминесценции как свечения вещества, возникающего после поглощения им энергии возбуждения, основные факторы, оказывающие на него непосредственное влияние. Люминесцентные источники света - газоразрядные лампы.
реферат [149,4 K], добавлен 25.04.2014Теория метода получения колец Ньютона. История эксперимента. Описание состава экспериментальной установки. Нахождение длины волны красного, монохроматического света. Вывод расчетной формулы. Запись окончательного результата с учетом всех погрешностей.
контрольная работа [286,8 K], добавлен 05.11.2015Исследование распределения интенсивности света на экране с целью получения информации о свойствах световой волны - задача изучения дифракции света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля, увеличение интенсивности света с помощью зонной пластинки.
презентация [146,9 K], добавлен 18.04.2013Расчет оптических постоянных на основе экспериментальной зависимости коэффициента отражения. Формулы Френеля, полное внешнее отражение. Схематическое устройство оптического канала. Спектр поглощения корунда, а также сплошность изученных тонких пленок.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 22.12.2012Волновые и квантовые аспекты теории света. Теоретические вопросы интерференции и дифракции. Оценка технических возможностей спектральных приборов, дифракционной решетки. Методика определения длины волны света по спектру от дифракционной решетки.
методичка [211,1 K], добавлен 30.04.2014Взаимодействие света с веществом. Основные различия в дифракционном и призматическом спектрах. Квантовые свойства излучения. Поглощение и рассеяние света. Законы внешнего фотоэффекта и особенности его применения. Электронная теория дисперсии света.
курсовая работа [537,4 K], добавлен 25.01.2012Изучение явления интерференции света с помощью интерференционной картины, ее получение по заданным параметрам (на экране не менее восьми светлых полос). Сравнение длины световой волны с длиной волны падающего света. Работа программы "Интерференция волн".
лабораторная работа [86,5 K], добавлен 22.03.2015Уровни свободного иона. Мощность поглощения планковской радиации. Универсальное соотношение между спектрами поглощения и люминесценции. Параметры экситонов в различных полупроводниковых материалах. Образование центров люминесценции в результате прогрева.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 10.06.2011Понятие дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсии. Классическая теория дисперсии. Зависимость фазовой скорости световых волн от их частоты. Разложение белого света дифракционной решеткой. Различия в дифракционном и призматическом спектрах.
презентация [4,4 M], добавлен 02.03.2016Выбор источника света, коэффициента запаса и добавочной освещенности. Расчет светильников и помещения методом коэффициента использования светового потока. Компоновка и прокладка осветительной сети, подбор автоматических выключателей и проведение монтажа.
курсовая работа [50,7 K], добавлен 07.08.2011Применение фотоколориметрии в биологии, медицине, фармации. Природа и основные характеристики оптического излучения, закономерности поглощения света веществом. Понятие об оптической плотности, светопропускании, светопоглощении. Схема фотометра КФК-3.
методичка [374,7 K], добавлен 30.04.2014
