Исследование зависимости коэффициента поглощения жидкости от длины волны

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.
				2,16.	0,77.	0,1925.	0,3 045.
		12,5.		2,4.	0,88.	0,2189.	0,2 833.
				2,62.	0,96.	0,2408.	0,2 658.
		13,5.		2,81.	1,03.	0,2583.	0,2 510.
					1,10.	0,2747.	0,2 381.
				3,06.	1,12.	0,2796.	0,2 210.
					1,10.	0,2747.	0,1 961.
				3,06.	1,12.	0,2796.	0,1 843.
				2,95.	1,08.	0,2705.	0,1 674.
				2,86.	1,05.	0,2627.	0,1 533.
				2,58.	0,95.	0,2369.	0,1 335.
				2,3.	0,83.	0,2082.	0,1 196.
				1,909.	0,65.	0,1616.	0,1 154.
				1,903.	0,64.	0,1609.	0,1 230.
				1,77.	0,57.	0,1427.	0,1 505.
				1,7.	0,53.	0,1327.	0,2 222.
				1,6.	0,47.	0,1175.	0,4 063.
				1,75.	0,56.	0,1399.	0,9 821.
				1,5.	0,41.	0,1014.	0,20 833.

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.