- •Сборник проектных заданий к спецкурсу: «Оптические свойства твёрдых тел». Аннотация
- •Проект № 1
- •Цель работы:
- •Актуальность:
- •Отражение.
- •Законы отражения. Принцип Гюйгенса. Формулы Френеля. Поляризация света.
- •1.5. Виды отражений.
- •1.6.Дисперсия света. Опыт Ньютона. Виды дисперсий.
- •Решение задач.
- •Тест к проекту № 1.
- •Угол падения луча через воздух на поверхность стекла равен 60 градусов, угол преломления равен 30 градусам. Выберите правильное утверждение.
- •2. На рисунке изображены плоское металлическое зеркало вс и лампочка а. Выберите правильное утверждение (рисунок).
- •Проект № 2
- •2.4.2 Поглощение ик-излучения веществом
- •2.4.3 Способы изображения ик спектров
- •2.4.4 Качественный и количественный анализ по ик спектрам
- •Приготовление образцов
- •2.4.6. Принципы устройства и действия ик-Фурье спектрометров.
- •Глаз пчелы.
- •Методика экспериментов.
- •Результаты экспериментов
- •Тест к проекту №2
- •Проект № 3.
- •3.1. Спектральный анализ. Виды спектров.
- •3.2. Открытие спектрального анализа.
- •3.3. Эмиссионный спектральный анализ.
- •3.4. Источники света.
- •3.5. Спектральные приборы.
- •3.6. Применение эмиссионного спектрального анализа.
- •Тест к проекту № 3.
- •Проект № 4. Абсорбционный анализ
- •Спектральные приборы
- •Лабораторная работа
- •Проект № 5.
- •Введение
- •2.1 Основные определения и понятия
- •2.2 Оптические свойства металлов
- •Приборы для исследования оптических характеристик металлов.
- •2.4.Экспериментальные методики
- •2.5.Техническое применение
- •Изучение оптических свойств пленок вольфрамата лантана, легированных самарием
- •Результаты экспериментов
- •Тест к проекту №5
- •Проект № 6.
- •6.1. Актуальность.
- •6.2. Цель работы
- •6.3. Магнитооптические эффекты.
- •Эффект Керра
- •6.4.Феррит гранат
- •6.5.Лабораторная работа №1. Изучение спектра пропускания и поглощения феррит – граната, при помощи ик – Фурье спектрометра.
- •6.6.Лабораторная работа №2. Определение абсорбции с помощью биохимического анализатора.
- •Тест к проекту № 6
- •Проект № 7
- •7.1.Цель работы:
- •7.2.Актуальность.
- •7.3. Определение молекулы.
- •7.4. Подходы к теоретическому анализу связи между строением сложных молекул и их спектральными свойствами.
- •7.5. Уравнение Шрёдингера.
- •7.5.1. Решение модельного квантового уравнения для ядерной подсистемы.
- •7.5.2. Решении задачи в ангармоническом приближении.
- •7.6. Лабораторная работа.
- •Тесты к проекту №7.
- •1. Молекула состоит из…
- •2. Решение прямой спектральной задачи, состоит в нахождении всех характеристик молекул непосредственно из решения уравнения…
- •3. Уравнение Шредингера -…
- •Общий тест к проектам.
- •Условные обозначения.
Тест к проекту № 1.
Угол падения луча через воздух на поверхность стекла равен 60 градусов, угол преломления равен 30 градусам. Выберите правильное утверждение.
А) показатель преломления данного стекла больше чем 1,7
Б) скорость света в данном стекле меньше чем 15000 км/ч
В) отраженный и преломленный луч в данном случае составляют угол 45 градусов.
Г) падающий и преломленный лучи не лежат в одной плоскости
2. На рисунке изображены плоское металлическое зеркало вс и лампочка а. Выберите правильное утверждение (рисунок).
А) из точки G можно увидеть лампочку.
Б) Из точки D не видно изображения лампочки в зеркале.
В) Из точки Е можно увидеть изображение лампочки в зеркале.
Г) Из точки F можно увидеть изображение лампочки в зеркале.
3. интенсивность отраженного луча увеличивается, а интенсивность преломленного луча уменьшается. Выберите правильное утверждение.
А) при увеличении угла отражения и преломления.
Б) при увеличении угла падения.
В) при уменьшении угла падения
Г) при уменьшении угла преломления
4. угол падения луча равен 25 градусов. Чему равен угол между падающим и отраженным лучами.
А) 25 градусов
Б) 50 градусов
В) 75 градусов
Г) 0 градусов
5. явление дисперсии обнаруживается в процессе…( продолжить)
А) преломления света
Б) отражения света
В) падения света
Г) отражения и падения света
6. зависимость показания преломления вещества от частоты – это…
А) дисперсия света
Б) диффузия света
В) преломление света
Г) отражение света
7. какое отражение света происходит от всех шероховатых поверхностей?
А) зеркальное
Б) полное внутреннее отражение
В) диффузное
Г) зеркальное и диффузное
8. с уменьшением длины волны показатель преломления увеличивается. Выберите правильное утверждение.
А) нормальная дисперсия
Б) аномальная дисперсия
В) дисперсия
Г) поляризация
9. вывод из опыта Ньютона.
А) белый свет является монохроматическим
Б) белый свет не является монохроматическим
В) Вторая призма преломляет лучи, и изменяет их цвет
Г) Показатель преломления среды не зависит от цвета света
10. изображение в плоском зеркале.
А) мнимое, прямое, равное
Б) мнимое, увеличенное
В) прямое, уменьшенное
Г)мнимое, уменьшенное
Литература:
В.И.Бусурин, Ю.Р.Носов «Волоконно-оптические датчики: физические основы, вопросы расчёта и применения». 2007, С. 156-168
Д.В.Сивухин, «Общий курс физики. Оптика», Наука, 2005, С.69-77
Н.М.Годжаев, «Оптика», Высш. Школа, 2003, С. 204-215
Проект № 2
Разработка оптической системы для
привлечения насекомых – опылителей.
Цель работы.
Актуальность.
Предмет исследования.
Теоретические основы ИК-спектроскопии.
2.4.1 Основные понятия
2.4.2 Поглощение ИК-излучения веществом
2.4.3 Способы изображения ИК спектров
2.4.4 Качественный и количественный анализ по ИК
спектра.
2.4.5 Приготовление образцов
2.4.6. Принципы устройства и действия ИК-Фурье спектрометров. 2.5 Глаз пчелы.
2.6 Методика экспериментов.
2.7 Результаты экспериментов.
2.8 Тест.
Цель работы:
Исследовать оптические характеристики цветков различных растений.
Актуальность:
Одной из важных проблем в плане обеспечения населения растениеводческой продукцией является повышение эффективности процесса опыления культурных растений.
Предмет исследования:
Закономерность влияния цветности привлекающего пчел излучения и способ повышения эффективности, процесса опыления культурных растений.
Теоретические основы ИК-спектроскопии.
Основные понятия
Совокупность всевозможных энергетических переходов в молекуле, сопровождаемых поглощением (излучением) электромагнитного излучения образует спектр.
Электромагнитное излучение может быть охарактеризовано либо волновыми, либо энергетическими параметрами. Волновой параметр выражается длиной волны или частотой колебания, которые связаны между собой уравнением:
=
(2.1)
где с – скорость света, - длина волны.
Рис. 2.1. Длина волны, амплитуда и частота
Часто употребляют волновое число (называемое также частотой), измеряемое в обратных сантиметрах (см-1):
=
(2.2)
При описании полос поглощения пользуются различными единицами. Волновое число , используемое чаще всего, имеет размерность см-1 и определяется уравнением (2); также выражается в разных единицах. Они связаны между собой следующим образом: 1см = 108 Å (ангстремы) = 107 нм (нанометры) = 104 мкм (микрометры) = 107 ммкм (миллимикрометры)
Инфракрасная область спектра подразделяется на несколько диапазонов согласно применяемым оптическим материалам, которые должны быть прозрачны в данной области спектра:
1) область 0,8-2 мкм – ближняя инфракрасная область, материал оптики кварц и стекло;
2) область 2-40 мкм – средняя (фундаментальная) инфракрасная область, используется солевая оптика (LiF, NaCl, KBr,CsI), область имеет чрезвычайно большое значение при исследовании органических соединений (в современных приборах солевая оптика заменена дифракционными решетками. Дифракционная решётка — оптический прибор, действие которого основано на использовании явления дифракции света. Представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность. Первое описание явления сделал Джеймс Грегори, который использовал в качестве решётки птичьи перья.);
3) область до 200 мкм – далекая инфракрасная область, область имеет значение при исследовании неорганических соединений. Исследуется при помощи дифракционных решеток.
При исследовании химических соединений обычно используют поглощение инфракрасного излучения в области 2-50 мкм (5000-200 см-1).
.
