Описание установки

В данной работе измерения выполняются с помощью универсального фотометра ФИ, принцип действия которого основан на уравнивании двух световых потоков изменением отверстия одной из диафрагм.

Общий вид фотометра приведен на рис. 1.

Рис. 1 Рис. 2

Фотометр состоит из фотометрической головки 1, револьверного диска со сменными светофильтрами 2, штатива 3, предметного столика 4, плоского зеркала 5, осветителя 6. В корпусе осветителя находится лампа накаливания. Лучи от лампы, пройдя через конденсоры и матовые рассеиватели, служащие для создания равномерной освещенности исследуемых объектов, выходят двумя параллельными пучками, которые, отразившись от зеркала 5, поступают в объектив фотометрической головки.

В фотометрической головке (Рис. 2) оба световых пучка проходят через раздвижные диафрагмы, величины отверстий которых регулируются вращением измерительного барабана 7.

Пройдя через измерительные диафрагмы (D₁ и D₂), пучки света попадают на ромбические призмы (А), из которых они выходят под некоторым углом к другу и попадают на бипризму (Б), сводящую оба пучка к оси окуляра (О). При этом часть правого пучка, попадая на левую часть бипризмы, освещает левую половину поля зрения(П), а другая её часть, попавшая на правую половину бипризмы, отклоняется на стенку прибора и там поглощается. Левый пучок света проходит симметрично. В результате наблюдатель видит в окуляре два поля сравнения с резкой границей раздела (ребро бипризмы) – левое поле, которое освещается световым пучком, пошедшим через правое окно фотометра и правое – пучком, прошедшем через левое окно. Изменением величины отверстия диафрагмы изменяют и яркость соответствующего поля, что позволяет производить фотометрическое сравнение обоих световых пучков. Если один из пучков света имеет меньшую интенсивность, чем второй, то, изменяя отверстие диафрагмы на пути второго пучка, можно уравнять световые потоки и соответственно яркость обоих полей и по изменению отверстия диафрагмы определить отношение интенсивностей световых пучков.

На измерительных барабанах нанесены две шкалы: черная и красная. По черной шкале определяется величина светопропускаемости , выраженная в процентах, а по красной – величина оптической плотности D.

Сменные светофильтры С, укрепленные в револьверном диске перед окуляром, позволяют производить измерения в различных участках спектра и исследовать зависимость этих величин от длины волны. Смена светофильтров производится поворотом револьверного диска, номер светофильтра, находящегося в рабочем положении, определяется по номеру, появляющемуся в окошке, расположенном на крышке диска. Светофильтры характеризуются длинами волн _эф которые приводятся в описании.

Для удобства наблюдения на окуляре укреплен эбонитовый наглазник 8 (рис.1).

Порядок выполнения работы

1. Включив осветитель, с помощью револьверного диска установите зеленый светофильтр №5, _эф=0,533мкм, и осторожным поворотом окуляра фотометрической головки добейтесь, чтобы в поле зрения появилась четкая граница раздела.

2. Установите левый барабан на деление 100 (по шкале светопропускания), добейтесь одинаковой яркости полей сравнения. Проделайте 5 – 6 измерений. Если показания при выровненных яркостях отличаются не более чем на 7 – 10 делений, то прибор готов к работе. В противном случае обратитесь к лаборанту, и вместе с ним произведите настройку, согласно приложенной к прибору инструкции.

3. Поместите образец на левое входное окошко предметного столика. На правое окошко поместите прозрачную стеклянную пластинку (для компенсации потерь светового потока при отражении от обеих поверхностей образца). Включите светофильтр №1 (_эф=0,726 мкм), установите левый барабан на деление 100, и вращением правого барабана уравняйте яркости полей сравнения.

4. Запишите показания шкал  и D правого барабана, включая последовательно светофильтры №2 (_эф=0,665мкм), №3 (_эф=0,619мкм), №4 (_эф=0,574мкм), №5 (_эф=0,533мкм), №6 (_эф=0,495мкм), №7 (_эф=0,465мкм), №8 (_эф=0,436мкм)¹.

5. Для каждой длины волны измерения проделайте не менее 3-х раз, занесите их в таблицу.

6. По средним значениям пропускаемости и оптической плотности постройте графики зависимости этих величин от длины волны  и D=D()

Таблица

Цвет исследуемого стекла:

№ свето­фильтра	 мкм	i		Di
1. 2. и т.д.