玻璃透过率的测定.doc

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一、实验目的
1、熟习Beer-Lambert定律及其应用。
2、认识玻璃的颜色、纯度及亮度与透过光的波长及数目的关系。
二、实验原理
光经过玻璃时,因为部分光能被玻璃汲取,所以透过玻璃的光能有所降低。
玻璃汲取了光能此后,构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,玻璃就体现了颜色。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。
不一样波长的光拥有不一样的颜色,其光量子的能量也不同样。因为原子构造不一样,电子跃迁的能级不一样,对可见光中不一样波长的光便产生了选择性汲取,对某些波长的光汲取强,而对另一些波长的光则汲取弱或不汲取,当自然白光照耀有色玻璃时,因选择性汲取而使透过玻璃的光的构成发生了改变。有色玻璃所体现的颜色实质上是被汲取光的补色即透过光的颜色。所以,透过光的波长及数目决定了玻璃的颜色、纯度及亮度,是
判定有色玻璃的重要依照。
本实验采纳721型分光光度计测定有色光学玻璃在不一样波长光照耀下的透过率。
物质对单色的汲取可用Beer-Lambert定律予以定量说明。
当一束强度为I0的单色光经过有色溶液时,因为选择性汲取,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目的增加而减弱,当光经过时,溶液中每一小份吸光质点dn都按必定比值K汲取经过它的光量I中的必定重量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。
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,比率系数以ε表示,则:
此式即为Beer-Lambert定律的表达式。
实质应用中,为了方便,用E代表-1gT,称为汲取度或消光值,若用D代表-1gT,则称为光密度,E与D的物理意义完整同样。
ε称为汲取系数,它代表吸光物质在单位浓度及单位厚度的汲取度,是物质的特征常数,在必定条件(单色光的波长、溶剂、温度等)下,是必定值。
Beer-Lambert定律合用于可见光、紫外线和红外线,还合用于溶液、气体和均质固体,可是只合用于单色光,因为在混淆的复色光下,物质对不一样波长的光汲取的程度是不一样的。
依据beer-Lambert定律,经过透光率与单色光波长的关系——透射光谱曲线,可判定有色玻璃的颜色及确立适合的着色剂用量。
某些物质因为对可见光产生选择性汲取,使透射出来的光再经过棱镜时能够获取一组不连续光谱,称为汲取光谱,分光光度法就是依据汲取光谱原理成立的剖析方法之一。它要求入射光靠近于单色光。其谱带宽度不超出3~5nm。所以,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型分光光度计采纳自准式光路,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上汇聚后再经过平面镜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(棱镜的反面镀铝),光在棱镜中色散,棱镜角处于最小倾向角,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调理光量,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,可调理射入狭缝的光的波长,以此来选择单色光。
图5-1721型分光光度计光路图
1-光源灯;2-聚光透镜;3-色散棱镜;4-准直镜;5-保护玻璃;6-狭缝;7-反射镜;8-光栏;9-聚光透镜;10-色散皿;11-光门;12-保护玻璃;
13-光电管
四、实验步骤
(一)试样制备
选择无缺点的玻璃,经切裁、研磨抛光后成50mm×14mm×2mm片状试样,用酒精擦洗,并用镜头纸撩净。
(二)测试步骤
手持试样边沿,将其嵌入弹性夹内,并放入比色器座内靠单色器一侧,用定位夹固定弹性夹,使其紧靠比色器座壁。
在仪器还没有接通电源时,用电表校订螺丝调理电表指针,使其在“0”刻度线上。
接通稳压电源,翻开仪器开关,翻开比色器暗盒盖,将仪器敏捷度放在“l”位。调理“0”电位器使电流表指针在“0”刻度线上,仪表预热20min后,旋转“λ”旋钮选择需用的波长,用“0”电位器使电表指针正确处于“0”刻度线上。
使比色器座处于空气空白校订地点,轻轻地将比色器暗箱盖合上,这时,暗箱
盖将光门挡板翻开,光电管受光,调理“100%”电位器,使电表指针正确处于100%处。
放大器敏捷度有三档,是逐渐增添的,其选择原则是保证在校订时能优秀地调理“100%”电位器。在能使指针至满度线的状况下,尽可能地采纳敏捷度较低的档,这样,仪器将有更高的稳固性。,一般置于“1”档,只有当敏捷度不够时,再逐级高升,但改变敏捷度后,需从头校订“0”位及“100%”。
按步骤(3),(4)连续几次调“0”和“100”后无改动,即能够进行测定。
将待测试样推人光路,电流表指针所指示值即为某波长光下的透过率T,或光密度D,此中,D=-lgT。
在单色光的波长为360~800nm范围内,每隔20nm测定试样透过率T或光密度
D。
五、实验结果
,将实验测得的数据记录于表中。
将实验记录数据,以透过率T作纵坐标,以单色光波长λ(nm)为横坐标,用描点
法做出玻璃的透过光谱曲线。
六、注意事项
若被测试样颜色太深,T值太低,D值太高时,电表指示的读数有必定的偏差,可
在空白校订及测准时加设一块lE中性滤光片。若此时电表读数为,则社交值为,相应
%。中性滤光片是在很宽的波长范围内透过率基本上差不多的玻璃片,
计有,1D,三种以备采纳。