实验三玻璃透过率的测定.doc

实验五玻璃透过率的测定
实验目的
1、熟悉Beer-Lambert定律及其应用。
2、了解玻璃的颜色、纯度及亮度与透过光的波长及数量的关系。
实验原理
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(E1)跃迁到较高的能级(E2),若两能级的能量差(E2-E1)等于可见光(波长约为400-760nm)的能量时,玻璃就呈现了颜色。若两能级的能量差(E2-E1)大于可见光的能量时,玻璃一般是无色的。
不同波长的光具有不同的颜色,其光量子的能量也不相同。由于原子结构不同,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。
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I0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I0减弱到I,将上式积分:
得:
T=I/I0称为透光率,其值不大于l,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ε表示,则:
此式即为Beer-Lambert定律的表达式。
实际应用中,为了方便,用E代表-1gT,称为吸收度或消光值,若用D代表-1gT,则称为光密度,E与D的物理意义完全相同。
ε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定律,通过透光率与单色光波长的关系——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。
某些物质由于对可见光产生选择性吸收,使透射出来的光再通过棱镜时可以获得一组不连续光谱,称为吸收光谱,分光光度法就是根据吸收光谱原理建立的分析方法之一。它要求入射光接近于单色光。其谱带宽度不超过3~5nm。因此,分光光度计都带有单色器。
三、仪器与药品
1、药品
有色厚薄玻璃数块
2、仪器
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5-1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