Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения

Из формулы (10) получаем выражение для расчёта абсолютной погрешности коэффициента поглощения:

(11)

Механизм работы фотометра ФОУ

Фотометр ФОУ предназначен для измерения прозрачности и оптической плотности разных веществ. Принципная схема фотометра показана на рис.6.

В базе измерений при помощи фотометра лежит сопоставление величин 2-ух световых потоков А и Б, которые проходят через отверстия измерительных диафрагм Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения[1] 5 и попадают на фотоэлектрические приёмники 8.Диафрагмы 5 световых потоков А и Б связаны с измерительными барабанами 6, которые проградуированы в единицах оптической плотности D и прозрачности T. Величина светового потока пропорциональна площади отверстия диафрагмы, т.е. изменяя площадь отверстия диафрагмы можно изменять величину светового потока попадающую на фотоприемник. Равенству световых потоков А Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения и Б соответствует нулевое показание нуль-гальванометра
10, находящегося на выходе схемы сопоставления 9 сигналов фотоприемников.

Измерения прозрачности и оптической плотности раствора при помощи данного прибора происходят последующим образом. На пути пучка А (основного) помещают кювету с веществом, за ранее стопроцентно открыв его диафрагму (Т=100%). Изменяя площадь отверстия диафрагмы для пучка Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения Б (компенсационного), достигают равенства световых пучков. Показания барабана Б могли бы быть разыскиваемым ответом если б световые пучки А и Б и фотоприемники были полностью схожими. А так как это не так, то, с целью роста точности измерений, убирают кювету из канала А и барабаном этого канала Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения снова уравновешивают потоки света. Снятые с барабана А показания коэффициента прозрачности Т и оптической плотности D являются более четким результатом измерений.

Чтоб исключить утраты света на отражение от стеклянных поверхностей кюветы, проводятся повторные измерения с кюветой другого размера (см. п. 3.1.).

В случае измерения концентрации вещества в смесях на пути Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения 1-го из пучков света помещается стеклянная кювета с исследуемым веществом. Для того чтоб учитывать поглощение света растворителем (к примеру, водой), на пути второго пучка ставится такая же кювета с незапятнанным растворителем. Количество жидкостей в обеих кюветах должно быть схожим.

Для проведения измерений в монохроматическом свете прибор снабжён девятью светофильтрами. Восемь светофильтров делят Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения видимую область диапазона на приблизительно равные участки шириной в среднем 40 нм. Светофильтры характеризуются действенной длиной волны λэф, соответственной максимуму коэффициента пропускания для данного светофильтра. Действенные длины волн светофильтров приведены в таблице 1.

ЗАДАНИЕ

4.1. Определите оптические плотности D смесей в кюветах с ι1= 49,90 мм и ι2= 9,99 мм для разных длин волн Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения (длина волны световых потоков задаётся сменой фильтров ручкой 3 (Рис.7)).

Измерения оптической плотности и коэффициента прозрачности при помощи фотометра ФОУ произведите в последующем порядке:

4.1.1. Переключатель «ВКЛЮЧЕНО-ВЫКЛЮЧЕНО»блока питания 15 установите в положение «ВКЛЮЧЕНО». При прогреве прибора (10 минут) диафрагмы должны быть открыты (барабаны 6 установите в положение Т = 100, D = 0) . Ручку 12 грубой регулировки Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения чувствительности установите в положение 2 .

4.1.2. Установите ручку 3 смены фильтров в положение 1.

4.1.3. Установите правый и левый барабаны 6 устройств изменяющих поперечник отверстия диафрагм в положение Т = 0 (чёрная шкала), a D = ∞ (красноватая шкала). Ручкой 11 (нуль) выведите стрелку гальванометра 10 в нулевое положение при повёрнутой на право до максимума ручке 13 плавной регулировки чувствительности.



Рис.7. Внешний Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения облик фотометра ФОУ.

10‑нуль-гальванометр, 13‑ручка установки нуля, 6‑измерительные барабаны, изменяющие площадь отверстия диафрагм, 7‑шкала, 3‑ручка смены светофильтров, 12‑ручка грубой регулировки чувствительности, 13‑ручка плавной регулировки чувствительности, 14‑дверка кюветной камеры, 15‑блок питания.

4.1.4. Установите правый барабан 6 в положение T=100,D=0. Вращая барабаны, не допускайте их ударов о механические ограничители! Откройте дверку 14 и Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения установите кювету в правый пучок света. Закройте дверку.

4.1.5. Вращая левый барабан 6, установите стрелку гальванометра 10 на нуль.

Если, выполняя пункты 4.1.4…4.1.5., не удаётся сбалансировать стрелку гальванометра 10 ,то повторите измерения начиная работу с левого барабана и левого пучка света (пункт 4.1.4.). Т.е. заместо правого пользуйтесь левым барабаном и напротив.

4.1.6. Откройте дверку Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения, уберите кювету и закройте дверку.

4.1.7. Вращением правого барабана 6 установите стрелку гальванометра на нуль.

4.1.8. По правому барабану снимите отсчёт оптической плотности D (красноватая шкала), коэффициента пропускания Т (чёрная шкала) и значение абсолютной погрешности измерения плотности D (определяется как половина цены деления красноватой шкалы для каждого значения D,т.к. шкала неравномерная Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения). Повторите измерения для других длин волн.

Итог измерений вносите в таблицу.

То же самое повторите для 2-ой кюветы.

4.1.9. Закончив измерения, выключите блок питания прибора.

Таблица 1.

№ фильтра λ,нм ι1=(49.9±0.02)мм ι2=(9.99±0,02)мм К, см-1 ΔК, см-1
D1 ΔD1 T1, % D2 ΔD2 T2, %

4.2. По формуле (10) высчитайте коэффициент поглощения для длин волн, соответственных фильтрам 1-8 (ручка Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения 3).

4.3. По формуле (11) высчитайте абсолютную погрешность измерений К для всех обозначенных длин волн.

4.4. По приобретенным экспериментальным данным постройте кривую поглощения родамина (зависимость К от λ) и кривые пропускания (зависимость Т от λ) для обеих кювет.


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

5.1. В чём заключается явление ослабления света ?

5.2. Физические принципы рассечния и поглощения света ?

5.3. Закон Бугера-Ламберта .

5.4. Каковой Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения физический смысл коэффициента поглощения ?

5.5. Что такое коэффициент пропускания и оптической плотности вещества? Связь меж ними.

5.6. Что такое диапазоны пропускания и поглощения ?

5.7. Почему они различаются для различных агрегатных состояний 1-го и такого же вещества?

ЛИТЕРАТУРА

6.1. Г.С.Ландсберг. Оптика. М., Наука, 1976.

6.2. М.И.Корсунский. Оптика. Строение атома. Атомное ядро.М.1964.

6.3. В Расчёт погрешности измерений коэффициента поглощения.И.Иродов, В.С.Стрижнёв. Практикум по физике. Мн. Высшая школа. 1973.


[1] Диафрагма (в переводе с греческого – перегородка) представляет собой непрозрачную преграду, ограничивающую поперечное сечение световых пучков в оптических системах.


raschyot-predvaritelno-napryazhyonnoj-pliti-referat.html
raschyot-prodolnogo-pristennogo-rebra.html
raschyot-proizvoditelnosti-buro-vzrivnih-rabot-pri-razrabotke-shkurlatovskogo-mestorozhdeniya-grani-referat.html