玻璃的透光率.ppt

实验七玻璃透过率和光谱的测定光通过玻璃时由于部分光能被玻璃吸收,因此透过玻璃的光能有所降低。玻璃吸收了光能以后,组成中某些原子中的电子被激发,从较低的能级(E 1) 跃迁到较高的能级(E 2), 若二能级的能量差(E 2 -E 1) 等于可见光( 波长约为 400~760nm) 的能量时,玻璃就呈现了颜色。若二能级的能量差(E 2 - E 1 ) 大于可见光的能量时,玻璃一般是无色的。概述不同波长的光具有不同的颜色,其光量子的能量也不相同。由于原于结构不同电子跃迁的能级不同。对可见光中不同波长的光便产生了选择性吸收,对某些波长的光吸收强,而对另一些波长的光则吸收弱或不吸收,当自然白光照射有色玻璃时,因选择性吸收而使透过玻璃的光的组成发生了改变。有色玻璃所呈现的颜色实质上是被吸收光的补色即透过光的颜色。因此透过光的波长及数量决定了玻璃的颜色,纯度及亮度,是鉴定有色玻璃的重要依据。本实验采用 721 型分光光度计测定有色光学玻璃在不同波长光照射下的透过率。一、实验原理物质对单色的吸收可用 Beer-Lambert 定律予以定量说明。当一束强度为 I 0 的单色光通过有色溶液时, 由于选择性吸收,透射光的强度减弱为 I, 透射的强度随光路中吸光的质点数量的增多而减弱, 当光通过时,溶液中每一小份吸光质点 dn 都按一定比值 K吸收通过它的光量 I中的一定分量 dI,即当吸光质点的量从 0 增大到 N 时,透射光的强度从 I 0减弱到 I,将上式积分: KI dn dI??得或 I=I 0e -KN I=I 010 -K ’N T=I/I 0称为透光率,其值不大于 1,常用百分数表示。 N 值与着色浓度 C, 光照截面 S 及光路长度( 试样厚度)L 成正比, S 取其为定值。比例系数以?表示, 则K′N′ = ? CL - lgT = ? CL 或 I=I 0·10 -? CL 此式即为 Beer — Lambert 定律的表达式。???? N Idn KI dI 0 0 KN I I?? 0 ln NK KN I I ' 0434 .0 lg???实际应用中为了方便,用 E 代表- lgT , 称为吸收度或消光值,若用 A 代表- lgT , 则称为光密度, E与A的物理意义完全相同。 E= ? CL ?称为吸收系数,它代表吸光物质在单位浓度及单位厚度的吸收度,是物质的特性常数,在一定条件( 单色光的波长、溶剂、温度等) 下是一定值。 Beer-Lambert 定律适用于可见光,紫外线和红外线,还适用于溶液,气体和均质固体,但是只适用于单色光,因为在混合的复色光下,物质对不同波长的光吸收的程度是不同的。根据 Beer-Lambert ——透射光谱曲线可鉴定有色玻璃的颜色及确定合适的着色剂用量。二、仪器装置 721 型分光光度计采用自准式光路,单光束方法,波长范围为 360 — 800nm ,其光学系统如图所示。由光源灯 1 发出的连续辐射光谱,射到聚光镜 2 上会聚后再通过平面镜 7 转角 90° ,反射到入射狭缝 6 及单色器内,狭缝 6 正好位于球面准直镜 4 的焦点平面上,当入射光经准直镜 4反射后,以一束平行光射向棱镜 3( 棱镜的背面镀铝) ,光在棱镜中色散,棱镜角处于最小偏向角,色散后的单色光在铝面上反射, 依原路至准直镜,再反射汇聚在狭缝上,经光栏 8调节光量,射到聚光镜 9,聚光后进入比色皿 10中,透过试样到光电管 13 ,所产生的光电流大小表示试样对相应波长光的透过率。转动分光光度计棱镜 3的角度,可调节射入狭缝的光的波长,以此来选择单色光。三、实验步骤(一)试样制备选择无缺陷的玻璃,试样切裁、研磨抛光后成 50mm × 14mm × 2mm 片状试样,用酒精擦洗,并用镜头纸擦净。(二)测试步骤(1) 手持试样边缘,将其嵌入弹性夹内,,使其紧靠比色器座壁: (2) 在仪器尚未接通电源时,用电表校正螺丝调节电表指针,使其在“0”刻度线上; (3) 接通稳压电源,打开仪器开关,打开比色器暗盒盖, 将仪器灵敏度放在“1”位。调节“0”,电位器使电流表指针在“0”刻度线上,仪表预热 20min 后,旋转“?”旋纽选择需用的波长,用“0”电位器使电表指针准确处于“0”到度线上。(4) 使比色器座处于空气空白校正位置,,光电管受光、调节“100 %”电位器,使电表指针准确处于100 %处: (5) 放大器灵敏度有三档,是逐步增加的,其选择原则是保证在能保校正时能良好地调节“100 %”电位器。在能使指针至满度线的情况下,尽可能地采用灵敏度较低的档,这