2.2.2 Содержание работы

Практическое знакомство с устройством и принципом действия фотоколориметров, экспериментальное исследование спектров поглощения различных веществ. Обработка результатов измерения и построение графиков зависимостей коэффициентов поглощения и оптической плотности веществ от длины волны.

2.2.3 Подготовка к работе

Самостоятельная подготовка студентов к лабораторной работе осуществляется в следующих направлениях:

- изучение теоретической части работы;

- проверка степени подготовленности к работе по вопросам для самопроверки;

- подготовка отчета по лабораторной работе с необходимыми таблицами для записи результатов измерений и бланками графиков для построения спектров поглощения.

2.2.4 Вопросы для самопроверки

2.2.4.1 В каком диапазоне длин волн электромагнитного излучения лежит оптическое излучение? На какие поддиапазоны оно может быть разделено?

2.2.4.2 Какими основными величинами можно охарактеризовать оптическое излучение в энергетической, фотометрической и квантовой системах величин? Как эти величины взаимосвязаны друг с другом? Напишите формулы, позволяющие осуществлять пересчет этих величин друг в друга.

2.2.4.3 Какие явления наблюдаются при прохождении оптического излучения сквозь слой вещества? Объясните их физический смысл.

2.2.4.4 Какие вещества называют непрозрачными, просвечивающими, прозрачными, матовыми, светлыми и темными? Приведите примеры таких веществ.

2.2.4.5 Напишите математическое выражение закона Бугера. Объясните физический смысл закона и символов, входящих в формулу.

2.2.4.6 Перечислите величины, которые могут быть определены на основе использования закона Бугера? Напишите формулы для определения этих величин. Объясните физический смысл символов, входящих в эти формулы.

2.2.4.7 Что называют спектром поглощения веществ? В каких координатах строится график этого спектра?

2.2.4.8 В чем заключается физический смысл спектрального анализа веществ? Какие виды спектрального анализа существуют? Что положено в основу каждого из них?

2.2.4.9 Для какого вида спектрального анализа применяют фотоколориметры? В какой области спектра следует проводить колориметрический анализ веществ для обеспечения максимальной чувствительности?

2.2.4.10 Напишите формулу для определения концентрации исследуемого вещества по результатам колориметрического анализа.

2.2.4.11 Нарисуйте схему устройства фотоэлектрического колориметра и объясните принцип его действия.

2.2.5 Порядок выполнения работы

2.2.5.1 После собеседования с преподавателем по теоретической части работы получите у него необходимое для выполнения работы оборудование и приборы.

2.2.5.2 Ознакомьтесь с инструкциями и правилами работы с полученным оборудованием и приборами. Запишите основные параметры используемого оборудования и приборов в таблицу 2.2.1.

2.2.5.3 С помощью фотоколориметра измерьте коэффициент пропускания и оптическую плотность материала кюветы (световой поток пропускать через пустую кювету) на различных длинах волн. Повторите измерения на каждой длине волны трижды. Результаты измерений занесите в таблицу 2.2.2.

2.2.5.4 По средним результатам измерений на каждой длине волны постройте графики зависимостей коэффициента пропускания и оптической плотности материала кюветы(оргстекла) от длины волны.

2.2.5.5 Аналогично пунктам 2.2.5.3 и 2.2.5.4 измерьте коэффициенты пропускания и оптическую плотность заданного преподавателем вещества. Результаты измерений занесите в таблицу 2.2.3. Постройте графики спектров пропускания и поглощения исследуемого вещества.

2.2.5.6 Измерьте спектры пропускания и поглощения дистиллированной воды аналогично пункту 2.2.5.5. Результаты измерений занесите в таблицу 2.2.3. Постройте графики спектров пропускания и поглощения дистиллированной воды.

2.2.5.7 Измерьте спектры пропускания и поглощения раствора заданного вещества в дистиллированной воде для трех различных концентраций. Результаты измерений занесите в таблицу 2.2.4. Постройте графики спектров поглощения и пропускания для трех различных концентраций. Для длины волны, соответствующей максимальной чувствительности, постройте графики зависимостей оптической плотности и коэффициента пропускания исследуемого вещества от концентрации.

2.2.5.8 Измерьте спектр поглощения раствора заданного вещества в дистиллированной воде для одной концентрации при трех различных длинах кювет. Результаты измерений занесите в таблицу 2.2.5. Для длины волны, соответствующей максимальной чувствительности, постройте графики зависимостей оптической плотности и коэффициента пропускания исследуемого вещества от длины кюветы.

2.2.5.9 Сделайте выводы по результатам каждого эксперимента об оптических свойствах исследуемых веществ. Выводы занесите в отчет.