Мгудт 2006

ИЗУЧЕНИЕ

Вопросы для защиты работы.

1.Вывод расчетной формулы для определения показателя преломления вещества.

2.Абсолютный и относительный показатель преломления вещества и связь их со скоростью света.

3.Электронная теория дисперсии.

4.Ход лучей в рефрактометре.

5.Анализ полученных результатов.

Методические указания к лабораторной работе по разделу физики “Оптика”. “Определение показателя преломления жидкости при помощи рефрактометра ИРФ-24”.

Авторы: доц. Разинова С.М.

к.ф-м.н. Родэ С.В

Лицензия ЛР №021296 от 18.06.1998

Подписано к печати.................. № заказа............

Формат 60 х 88 1/16 МГАЛП, 113806

Бумага....................... ул. Садовническая, 33

Печать офсетная Типография МГАЛП, 113806

Объем в усл. печ. л......... ул. Садовническая, 33

Тираж..............экз.

ЗАКОНА БУГЕРА – ЛАМБЕРТА – БЕРА

Методические указания к лабораторной работе

Утверждено в качестве методического пособия

Редакционно-издательским советом МГУДТ

УДК [001:53]

Б-24

Куратор РИС Костылева В.В.

Работа рассмотрена на заседании кафедры физики МГУДТ и рекомендована к печати.

Заведующий кафедрой Шапкарин И.П.

Авторы: д.т.н. проф. Бочаров В.Г.

д.ф.-м.н. проф. Кубарев С.И.

Рецензент: Шапкарин И.П.

Б-24 Бочаров В.Г. Изучение закона Бугера – Ламберта – Бера / Бочаров В.Г., Кубарев С.И. – М.: ИИЦ МГУДТ, 2006 – 12 стр.

Рассмотрены законы поглощения света веществом, способы представления спектрофотометрических величин. Дано обоснование метода измерений. В практических заданиях проверяется зависимость оптической плотности от толщины окрашенного слоя на цветных стеклах и от концентрации красителя в растворе. Предназначено для студентов специальностей: 06.08, 17.07, 21.02, 07.20, 25.06, 28.08, 28.09, 28.10, 28.11, 28.12, 33.200; направлений: 55.02, 55.08.

УДК [001:53]

© Московский государственный

университет дизайна и технологии, 2006

Цель работы: Ознакомление с закономерностями в молекулярных спектрах растворов красителей и цветных стекол. Экспериментальная проверка закона Бугера-Ламберта-Бера.

Приборы и принадлежности: колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2, кюветы, растворы красителей, цветные стекла.

1. ЗАКОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ СВЕТА

Молекулярный анализ с помощью спектров поглощения основан на использовании законов поглощения света при его распространении в среде, в частном случае,- через раствор поглощающего вещества в непоглощающем растворителе.

Первый из законов поглощения, открытый французским ученым Бугером (1729) и подробно проанализированный Ламбертом (1760) формулируется следующим образом: при прохождении любого слоя вещества относительное изменение интенсивности монохроматического света зависит только от коэффициента поглощения и толщины слоя. Таким образом, его математическая формулировка имеет вид , где – начальная интенсивность перед вхождением в слой с толщиной , – коэффициент поглощения.

Вторая закономерность установлена Бером (1852): поглощение данным тонким слоем однородной среды пропорционально содержащимся в ней поглощенным молекулам, а, следовательно, числу их в единице объема среды, то есть их концентрации .

Рассмотрим изменение интенсивности монохроматического светового потока при прохождении через слой окрашенного раствора в зависимости от его толщины и концентрации красителя (рис. 1).

Рис. 1. Прохождение светового потока через окрашенный слой

Разобьем слой толщиной на элементарные слои и рассмотрим приращение светового потока на участке .

Интенсивность монохроматического потока на данном участке будет ослаблена за счет поглощения света красителем на величину , и изменения интенсивности запишется следующим образом:

, (1)

где – концентрация красителя, – показатель поглощения света, рассчитанный на единицу концентрации вещества и на единицу толщины слоя (характеризует поглощательную способность молекул).

Интегрируя полученное выражение по всей толщине окрашенного слоя от 0 до , получим закон Бугера-Ламберта-Бера:

(2)

Этот закон справедлив для газов при малых давлениях и для растворов при малых концентрациях. При больших концентрациях показатель поглощения начинает изменятся вследствие физико-химического взаимодействия молекул. Независимость поглощательной способности молекул от энергии светового потока выполняется для большинства веществ в очень широком диапазоне. С.И. Вавилов подтвердил в 1930г. строгое выполнение этого закона для растворов красителей при изменении светового потока в 10¹⁹ раз: от крайне малого значения (), соответствующего порогу зрительного восприятия, до предельно большого значения величины () энергии прямых солнечных лучей. Независимость от интенсивности равносильно утверждению, что от последней не зависит число поглощающих центров (атомов, молекул). При очень больших интенсивностях света число поглощающих центров уже может зависеть от интенсивности проходящего света и закон Бугера-Ламберта-Бера нарушается. Справедливость этого закона нарушается и при учете процессов многофотонного поглощения, происходящих в очень сильных световых потоках.

В случае невозможности установить значение концентрации , поглощение относится к слою единичной толщины , и соотношение (1) преобразуется в закон Бугера-Ламберта:

, (3)

где – показатель поглощения, отнесенный к слою единичной толщины.

Дата добавления: 2015-06-04