Jedinica mjerenja transmisije. Spektralna unutrašnja propusnost T_(i,\lambda)

Prema Hopkins-Krantz zakonu, tokom eksplozije duh naboja eksplozivno istog oblika, ali različite veličine (mase) u istoj atmosferi, slični talasi eksplozije će se posmatrati na istoj udaljenosti

R*=R(Po /m) , (1)

gdje je R udaljenost od epicentra eksplozije, m;

Po – početni pritisak u fiksnoj tački, kPa;

M – masa eksploziva, kg.

Ova formula omogućava procjenu raznih eksplozija upoređujući ih s eksplozijom referentne tvari, što je obično TNT. TNT ekvivalent m TNT-a, kg, podrazumijeva se kao masa takvog TNT-ovog naboja, čija eksplozija oslobađa istu količinu energije kao eksplozija datog naboja mase m, kg, tj.

m TNT = m Qv / Qv TNT, (2)

Gdje je Qv, Qv tnt – energija eksplozije ove supstance i TNT, kJ/kg.

Ukupna energija eksplozije, u J, definirana je kao

E= [ (P1 – P0)/(kt -1)]V1,(3)

Gdje P1 – početni pritisak gasa u posudi, kPa;

kr- indeks plinske adijabate ( kr= sri/Cv);

V1 je zapremina posude, m.

4.2 Zadatak za praktičan rad.

Zadatak 1. Odredite brzinu širenja plemenskog fronta.

Zadatak 5. Proračun nesreće povezane s formiranjem „vatrene lopte“.

Uslovi za izvršenje zadatka.

Zadatak 1. Određivanje brzine širenja plemenskog fronta.

Brzina širenja plemenskog fronta određena je formulom

V = k M , (4)

gdje je: k konstanta jednaka 43;

M je masa goriva sadržana u oblaku.

Efektivna rezerva energije mješavine zraka i goriva izračunava se pomoću formule:

E = 2M ·q ·S/S, (5)

Bezdimenzijska udaljenost tokom eksplozije izračunava se po formuli:

R = R/(E/P) , (6)

Bezdimenzionalni pritisak tokom eksplozije izračunava se po formuli:

P = (V /S) (( - 1)/ )(0,83/R - 0,14/R) , (7)

Zadatak 5. Proračun nesreće povezane s formiranjem "vatrene lopte":

Štetni učinak "vatrene lopte" na osobu određen je količinom toplinske energije (impulsa toplotno zračenje) i vijek trajanja „vatrene lopte“, a za ostale objekte – intenzitet njenog toplotnog zračenja.

Početni podaci:

količina prolivenog goriva tokom udesa iznosila je 10,6 m 3 ;

gustina tečne faze propana,  G = 530 kg/m 3 ;

temperatura „vatrene lopte“,  = 1350 K.

Potrebno je odrediti vijek trajanja "vatrene lopte" i udaljenost na kojoj odgovara puls toplotnog zračenja raznih stepeni ljudska opekotina.

Postupak za procjenu posljedica nesreće prema GOST R 12.3.047-98 “ Sigurnost od požara tehnološkim procesima»:

Impuls toplotnog zračenja Q, kJ, izračunava se pomoću formule:

Q = t s q , (8)

gdje je t s - životni vek vatrene lopte, s;

q - intenzitet toplotnog zračenja, kW/m2.

Proračun intenziteta toplotnog zračenja "vatrene lopte" vrši se prema formuli:

q = E f · F q · t , (9)

gdje je Ef - prosječna površinska gustina toplotnog zračenja, kW/m 2 ;

Fq - ugaoni koeficijent zračenja;

t je propusnost atmosfere.

E f se određuje na osnovu raspoloživih eksperimentalnih podataka, dozvoljeno je uzeti E f jednaku 450 kW/m 2 .

Faktor nagiba iradijencija se izračunava pomoću formule

, (10)

gdje je H - visina centra „vatrene lopte“, m;

D s - efektivni prečnik „vatrene lopte“, m;

r - udaljenost od ozračenog objekta do tačke na površini zemlje neposredno ispod centra „vatrene lopte“, m.

Efektivni prečnik "vatrene lopte" D s izračunava se pomoću formule

D s =5,33 m 0,327 , (11)

gdje m - masa zapaljive materije, kg.

H - utvrđeno tokom specijalnih studija. Dozvoljeno je uzeti H jednak D s /2.

Životni vijek “vatrene kugle” t s, s izračunava se pomoću formule

t s = 0,92 m 0,303 , (12)

Atmosferski koeficijent transmisije t izračunava se pomoću formule

t = exp [-7,0 10 -4 ( - D s / 2)], (13)

4.3. Formatiranje i prezentacija rezultata.

1. Proučite teorijski kurs predavanja i predloženu obrazovnu literaturu.

3. Identifikujte opasne proizvodne objekte koristeći znakove opasnosti na objektu.

4. Istražiti održivost privrednih objekata.

5. Razviti aktivnosti za PMF OE.

6. Izvući zaključke na osnovu dobijenog istraživanja i formulisati prijedloge.

7. Pripremiti izvještaj o obavljenom poslu. Obrazac izvještavanja – pismeni, prema zahtjevima metodološke preporuke za izvođenje praktičnog rada.

8. Pripremite odgovore na test pitanja.

9. Vježbajte samokontrolu.

10. Odbraniti praktičan rad prvi put u roku od 15 minuta.

Prezentacija rezultata.

Definicije

Oznake i skraćenice

Uvod

Glavni dio

Zaključak

Spisak korištenih izvora

Prijave

4.4 Opcije zadatka.

Serijski broj	Broj opcije	M vrijednost (u kg)	WITH	R(m)	V1, (kub.m)
			0,14
			0,13
			0,12
			0,14
			0,15
			0,15
			0,14
			0,13
			0,12
			0,14
			0,13
			0,15
			0,13
			0,14
			0,12
			0,13
			0,15
			0,14
			0,15
			0,13
			0,12
			0,14
			0,15
			0,13
			0,12
			0,14
			0,15
			0,15
			0,13
			0,12

Kontrolna pitanja:

1. Definirajte eksploziju?

2. Navedite glavne karakteristike eksplozije?

3. Opišite proces eksplozivnih transformacija?

4. Opravdati Hopkins-Krantz zakon?

5. Koje su karakteristike detonacije i deflacije?

6. Šta karakteriše fazu visokog pritiska?

7. Objasnite proces eksplozije gorivnog sklopa?

8. Navedite redoslijed radnji udarni talas?

9. Koristeći opciju zadatka, dajte objašnjenje pritiska tokom eksplozije?

BIBLIOGRAFSKI LIST

1. Sigurnost života / Ed. L.A. Mikhailova. – M: Akademija, 2009. – 272 str.

2. Ilyin L.A. Higijena zračenja / L.A. Iljin, V.F. Kirillov, I.P. Korenkov. – M: Geotar-Media, 2010. –384 str.

3. Radionica o sigurnosti života / Ed. A.V. Frolova. – Rostov na Donu: Feniks, 2009. – 496 str.

4. Boltyrov V.V. Opasno prirodni procesi/ V.V. Boltyrov. – M: KDU, 2010. – 292 str.

5. Šulenina N.S. Radna sveska o osnovama sigurnosti života / N.S. Šulenina, V.M. Shirshova, N.A. Volobueva. – Novosibirsk: Izdavačka kuća Sibirskog univerziteta, 2010. – 192 str.

6. Pochekaeva E.I. Ekologija i sigurnost života / E.I. Pochekaeva. – Rostov na Donu: Feniks, 2010. – 560 str.

7. Belov S.V. Sigurnost života / S.V. Belov. – M: A-Prior, – 2011. – 128 str.

8. Hwang T.A. Životna sigurnost. Radionica / T.A. Hwang, P.A. Hwang. – Rostov na Donu: Feniks, 2010. – 320 str.

9. GOST R 22.0.01-94. BCHS, Sigurnost u vanrednim situacijama. Osnovne odredbe.

10. GOST R 22.0.02-94. BChS. Pojmovi i definicije osnovnih pojmova.

11. GOST R 22.0.05-94. Hitne situacije." Vanredne situacije koje je stvorio čovjek. Termini i definicije

12. GOST R 22.0.07-95. BChS. Izvori vanrednih situacija koje je stvorio čovjek. Klasifikacija i nomenklatura štetnih faktora i njihovih parametara.

13. GOST R 22.3.03-94. BChS. Zaštita stanovništva. Osnovne odredbe.

14. GOST R 22.1.01-95. BCHS". Praćenje i predviđanje. Osnovne odredbe.

15. GOST R 22.8.01-96. BChS". Likvidacija vanredne situacije.

16. GOST R 22.0.06-95. BChS. Štetni faktori. Metodologija za određivanje parametara štetnog dejstva.

Aneks 1.

©2015-2019 stranica
Sva prava pripadaju njihovim autorima. Ova stranica ne tvrdi autorstvo, ali omogućava besplatno korištenje.
Datum kreiranja stranice: 2018-01-08

Danas ćemo govoriti o transmitentnosti i srodnim konceptima. Sve ove veličine se odnose na dio linearne optike.

Svetlost u antičkom svetu

Ljudi su nekada mislili da je svijet pun misterija. Čak ljudsko tijelo sadržao mnogo nepoznanica. Na primjer, stari Grci nisu razumjeli kako oko vidi, zašto boja postoji, zašto dolazi noć. Ali u isto vrijeme, njihov svijet je bio jednostavniji: svjetlost koja je padala na prepreku stvarala je sjenu. To je sve što čak i najobrazovaniji naučnik treba da zna. Niko nije razmišljao o propusnosti svjetlosti i grijanju. A danas to uče u školi.

Svetlost nailazi na prepreku

Kada mlaz svjetlosti udari u predmet, može se ponašati na četiri različita načina:

• da se apsorbuje;
• dissipate;
• odraziti;
• idi dalje.

Prema tome, svaka tvar ima koeficijente apsorpcije, refleksije, transmisije i raspršenja.

Apsorbovana svetlost Različiti putevi mijenja svojstva samog materijala: zagrijava ga, mijenja njegovu elektronsku strukturu. Raspršena i reflektovana svjetlost su slične, ali ipak različite. Kada promijeni smjer širenja, a kada se rasprši, mijenja se i njegova valna dužina.

Prozirni predmet koji propušta svjetlost i njegova svojstva

Koeficijenti refleksije i propusnosti zavise od dva faktora - karakteristika svjetlosti i svojstava samog objekta. Ono što je bitno je:

1. Agregatno stanje supstance. Led se lomi drugačije od para.
2. Struktura kristalna rešetka. Ova stavka se odnosi na čvrste materije. Na primjer, propusnost uglja u vidljivom dijelu spektra teži nuli, ali dijamant je druga stvar. Ravni njegove refleksije i prelamanja stvaraju magičnu igru ​​svjetlosti i sjene, za koju su ljudi spremni platiti ogromne količine novca. Ali obje ove tvari su ugljici. A dijamant će izgorjeti u vatri ništa gore od uglja.
3. Temperatura supstance. Čudno, ali kada visoke temperature Neka tijela i sama postaju izvor svjetlosti, pa su u interakciji s elektromagnetnim zračenjem nešto drugačije.
4. snop svetlosti na objekat.

Osim toga, moramo zapamtiti da svjetlost koja izlazi iz objekta može biti polarizirana.

Talasna dužina i spektar prijenosa

Kao što smo već spomenuli, propusnost zavisi od talasne dužine upadne svetlosti. Supstanca koja je neprozirna za žute i zelene zrake izgleda prozirna infracrveni spektar. Zemlja je takođe providna za male čestice koje se zovu neutrini. Stoga, uprkos činjenici da ih generira Sunce u vrlo velike količine, naučnicima je tako teško da ih otkriju. Vjerovatnoća sudara neutrina sa materijom je nestajuća mala.

Ali najčešće mi pričamo o tome o vidljivom dijelu spektra elektromagnetno zračenje. Ako postoji nekoliko segmenata skale u knjizi ili problemu, onda će se optička transmitantnost odnositi na onaj dio skale koji je dostupan ljudskom oku.

Formula koeficijenta

Sada je čitatelj već dovoljno spreman da vidi i razumije formulu koja određuje prijenos tvari. To izgleda ovako: T=F/F 0.

Dakle, propusnost T je omjer fluksa zračenja određene dužine talas koji je prošao kroz telo (F) do prvobitnog fluksa zračenja (F 0).

Veličina T nema dimenziju, jer je označena kao podjela identičnih pojmova jedan na drugi. Međutim, ovaj koeficijent nije bez fizičko značenje. Pokazuje koliko elektromagnetnog zračenja određena supstanca prenosi.

"Protok zračenja"

Ovo nije samo fraza, već specifičan izraz. Tok zračenja je snaga koju elektromagnetno zračenje prenosi kroz jediničnu površinu. U detaljima datu vrijednost izračunava se kao energija kojom se zračenje kreće kroz jedinicu površine u jedinici vremena. Područje najčešće znači kvadratnom metru, a pod vremenom - sekunde. Ali u zavisnosti od specifičnog zadatka, ovi uslovi se mogu menjati. Na primjer, za crvenog diva, koji je hiljadu puta veći od našeg Sunca, možete sigurno koristiti kvadratnih kilometara. I za malenu krijesnicu - kvadratni milimetar.

Naravno, da bi se mogli porediti, uvedeni su unificirani sistemi mjerenja. Ali svaka vrijednost se može svesti na njih, osim ako se, naravno, ne petljate s brojem nula.

Također je povezana s ovim konceptima vrijednost usmjerenog prijenosa. Određuje koliko i kakva svjetlost prolazi kroz staklo. Ovaj koncept se ne može naći u udžbenicima fizike. To se krije u tehničkim specifikacijama i pravilima proizvođača prozora.

Zakon o očuvanju energije

Ovaj zakon je razlog zašto je postojanje nemoguće vječni motor I kamen filozofa. Ali postoje mlinovi vode i vjetrovi. Zakon kaže da energija ne dolazi niotkuda i da se ne rastvara bez traga. Pad svjetlosti na prepreku nije izuzetak. Iz fizičkog značenja transmitantnosti ne proizlazi da je, pošto dio svjetlosti nije prošao kroz materijal, ispario. Zapravo greda koja pada jednak zbiru apsorbovana, raspršena, reflektovana i propuštena svetlost. Dakle, zbir ovih koeficijenata za datu supstancu mora biti jednak jedan.

Generalno, zakon održanja energije može se primijeniti na sve oblasti fizike. U školskim problemima često se dešava da se konopac ne rasteže, iglica se ne zagreva i nema trenja u sistemu. Ali u stvarnosti je to nemoguće. Osim toga, uvijek je vrijedno zapamtiti da ljudi ne znaju sve. Na primjer, tokom beta raspada je izgubljeno nešto energije. Naučnici nisu shvatili kuda je otišlo. Sam Niels Bohr je sugerirao da se na ovom nivou zakon o očuvanju ne može poštovati.

Ali onda vrlo mali i lukav elementarna čestica- leptonski neutrino. I sve je sjelo na svoje mjesto. Dakle, ako čitaocu, kada rješava problem, nije jasno kuda ide energija, onda moramo zapamtiti: ponekad je odgovor jednostavno nepoznat.

Primjena zakona transmisije i prelamanja svjetlosti

Rekli smo malo više da svi ovi koeficijenti zavise od toga koja supstanca se nađe na putu snopa elektromagnetnog zračenja. Ali ova činjenica se također može koristiti u poleđina. Uklanjanje spektra prijenosa jedno je od najjednostavnijih i efikasne načine saznati svojstva neke supstance. Zašto je ova metoda tako dobra?

Manje je precizan od ostalih optičkih metoda. Mnogo više se može naučiti ako natjerate supstancu da emituje svjetlost. Ali upravo je to glavna prednost metode optičkog prijenosa - nikoga ne treba prisiljavati ni na što. Supstancu nije potrebno zagrijati, spaliti ili ozračiti laserom. Složeni sistemi Optička sočiva i prizme nisu potrebna jer svjetlosni snop prolazi direktno kroz uzorak koji se proučava.

Osim toga, ova metoda je neinvazivna i nedestruktivna. Uzorak ostaje u izvornom obliku i stanju. Ovo je važno kada je supstanca oskudna ili kada je jedinstvena. Sigurni smo da Tutankamonov prsten ne treba spaljivati ​​kako bi se preciznije saznao sastav emajla na njemu.

DEFINICIJA

Transmittance zove se skalar fizička količina, jednak omjeru fluksa zračenja koji je prošao kroz tvar (F) i fluksa zračenja koji pada na površinu ove tvari (). Transmitantnost se često označava slovima T ili . Matematička definicija transmisija ima oblik:

Vrijednost propusnosti ovisi o svojstvima tjelesne tvari, upadnom kutu njene svjetlosti spektralni sastav(talasna dužina) i polarizacija zračenja.

Transmitantnost sučelja između medija može se definirati kao:

T je intenzitet prelomljenog talasa, I je intenzitet upadnog talasa. Ako se svjetlost lomi i reflektira na granici dvije prozirne tvari koje ne upijaju svjetlost, tada vrijedi jednakost:

gdje je refleksija svjetlosti. U slučaju potpune unutrašnje refleksije

Odnos između propusnosti i optičke gustoće (D) određuje se formulom:

Neke vrste transmisije

Spektralna propusnost je propusnost monohromatskog zračenja čija je talasna dužina određena odnosom toka zračenja koji je prošao kroz sloj supstance debljine fluksa u ovom slučaju:

Gdje - prirodni pokazatelj apsorpcija dotične supstance, za zračenje talasne dužine - debljina sloja supstance; — decimalna stopa apsorpcije.

Interni koeficijent propusnosti () pokazuje promjenu intenziteta zračenja koja se događa unutar tvari. Ne uzima u obzir gubitke povezane s refleksijom na ulaznoj i izlaznoj površini tvari. Njegova definicija se može napisati kao:

gdje je fluks koji ulazi u medij, je tok zračenja koje napušta supstancu.

Spektralna unutrašnja propusnost (unutrašnja propusnost za monokromatsko svjetlo) optičkog stakla ovisi o apsorpciji stakla, raspršenosti i apsorpciji nečistoća koje se nalaze u staklu. Za karakterizaciju se koristi koeficijent interne propusnosti optička svojstva materijala.

Integralni koeficijent unutrašnjeg propuštanja () za standardni bijeli izvor sa temperaturom T = 2856 K može se naći kao:

gdje je relativna spektralna efikasnost monohromatskog zračenja prilagođenog dnevnom svjetlu (relativna osjetljivost oka). nm, nm.

Preneseno zračenje (bez uzimanja u obzir raspršenja) se procjenjuje korištenjem Bouguer-Lambertovog zakona:

gdje je interni propust; — koeficijent apsorpcije za staklo debljine 1 cm; — koeficijent apsorpcije za staklo 1 cm; — debljina stakla (cm).

Prenos n uzastopnih medija jednak proizvodu koeficijenti propusnosti svakog od njih.

Jedinice

Transmitans je bezdimenzionalna veličina. Ponekad se izražava u procentima.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježbajte	Prirodna svjetlost pada na polarizator i kroz njega prolazi svjetlosni tok. text">Rješenje prolazi kroz dva takva polarizatora	Hajde da napravimo crtež. Pošto je nakon prolaska kroz polarizator izlazni intenzitet svjetlosti manji od 50% kako bi se očekivalo pri prolasku kroz polarizator prirodno svjetlo, dakle, dolazi do apsorpcije svjetlosti. To znači da je pri određivanju intenziteta svjetlosti koja izlazi iz polarizatora (), potrebno uzeti u obzir ovu apsorpciju svjetlosti: gdje je intenzitet svjetlosti koja pada na polarizator. Nakon prolaska kroz drugi polarizator, intenzitet svjetlosti se određuje prema Malusovom zakonu i, uzimajući u obzir (1.1), jednak je: Izrazimo koeficijent propusnosti iz jednačine (1.1): Zamijenimo u izraz (1.2) i izrazimo željeni ugao:
Odgovori

LABORATORIJSKI RAD br. 21

PROUČAVANJE APSORPCIJE SVJETLOSTI
IN SOLUTIONS

Cilj rada : određivanje koncentracije tvari u obojenim otopinama i provjera Bouguer-Lambertovog zakona.

Uređaji i pribor : električni fotometar KFK-3, set kiveta, set prozirnih obojenih rastvora (rastvor bakar sulfata, rastvor kalijum dihromata.)

TEORIJSKA POZADINA

Kada svjetlost prolazi kroz prozirne otopine ili plinove, djelomično se apsorbira. Pustite da intenzitet svjetlosti padne na prozirni medij І 0 . Intenzitet svetlosti І , prolazeći kroz rješenje, prema Bouguer-Lambertovom zakonu, određuje se formulom:

Gdje α – koeficijent apsorpcije svjetlosti; d – debljina sloja.

Apsorpcija svjetlosti od strane tvari je posljedica interakcije svjetlosnog vala s atomima i molekulima tvari. Pod uticajem električno polje svetlosni talas elektroni u atomima su pomjereni u odnosu na jezgra, čineći harmonijske vibracije. Pojavljuju se sekundarni talasi. Upadni talas interferira sa sekundarnim talasima koje emituju elektroni atoma i stvara talas čija amplituda nije jednaka amplitudi delujućeg električnog polja. WITH energetska tačka To znači da dio energije elektromagnetni talasće se povećati unutrašnja energija materija kroz koju prolazi svetlost. Elektromagnetski talas nosi energiju proporcionalnu kvadratu amplitude jakosti električnog polja. Prosječna energija, prenesen kroz jediničnu površinu u 1 sekundi, naziva se intenzitet svjetlosnog vala І .

Intenzitet svjetlosti koja prolazi kroz supstancu određen je Bouguer-Lambertovim zakonom i ovisi kako o debljini sloja tako i o prirodi svojstava apsorbirajuće tvari.

Koeficijent apsorpcije svjetlosti α proporcionalno molekularnoj koncentraciji WITH

α=α 0 S , (21.2)

Gdje α 0 je koeficijent apsorpcije jednog molekula otopljene tvari, neovisno o koncentraciji. Zamjenom (21.2) u relaciju (21.1) dobijamo:

Formula (21.3) se naziva Bouguer-Beerov zakon i ispostavilo se da vrijedi za otopine i plinove niske koncentracije (pretpostavlja se da rastvarač praktički ne apsorbira svjetlost).

Kada jednobojni svjetlosni val prođe kroz supstancu, amplituda vala slabi u mediju koji apsorbira. Amplitudno slabljenje karakteriše indeks slabljenja χ, koji je povezan sa koeficijentom apsorpcije α relacijom:

(21.4)

Gdje λ 0 – talasna dužina u vakuumu, n– indeks prelamanja medija.

S obzirom na to λ 0 =nλ, Gdje λ je talasna dužina u medijumu, ova formula se može prepisati kao:

Formule (21.4) i (21.4 a) pokazuju da je koeficijent α zavisi od talasne dužine. Ova zavisnost određuje boju rastvora.

Apsorpcija svjetlosti prozirnim otopinama se proučava pomoću fotometara razni dizajni. Mjerenjem intenziteta upadne i propuštene svjetlosti može se odrediti koncentracija apsorbirajuće tvari.

Za eksperimentalno istraživanje apsorpcije svjetlosti u mediju, uvode se sljedeće karakteristike:

1. Transmisija svjetlosti je određena propustljivošću

Gdje τ – koeficijent propuštanja svjetlosti, І 0 – intenzitet padajućeg svetlosnog toka, І – intenzitet svetlosnog toka koji prolazi kroz rastvor.

2. Optička gustina supstance određena je formulom

Gdje D- optička gustina.

Odnos između transmisije svjetlosti i optičke gustine utvrđuje se formulama (21.5) i (21.b)

(21.7)

Prenos svetlosti rastvora τ može se izraziti iz Bouguerovog zakona:

Odavde se određuje koeficijent apsorpcije α :

Nakon odgovarajućih transformacija, uzimajući u obzir formule (21.5) i (21.6), odnos između koeficijenta apsorpcije a i optičke gustine rastvora D definira se na sljedeći način

Apsorpcija svjetlosti ima rezonantni karakter sa maksimalna vrijednost u frekvencijskom opsegu bliskom prirodnoj frekvenciji oscilatora oscilatora ω 0 (slika 21.1).

Rezonantni oblik krivulje apsorpcije određen je strukturom atoma i frekvencijskim opsegom elektromagnetnog vala koji prolazi kroz supstancu.

Na sl. Slika 21.1 prikazuje krivulju apsorpcije α=f(ω) za supstancu u kojoj dipoli imaju istu prirodnu frekvenciju vibracije (AB– širina apsorpcionog pojasa, određena na nivou polovine maksimalne apsorpcije).

OPIS INSTALACIJE

Fotoelektrični fotometar KFK-3 je dizajniran za mjerenje propusnosti i optičke gustine prozirnih tečnih rastvora i čvrstih uzoraka. Također se koristi za mjerenje brzine promjene optičke gustoće tvari i određivanje koncentracije tvari u otopini.

Princip rada fotometra zasniva se na poređenju svjetlosnog toka F 0, propušten kroz rastvarač u odnosu na koji se vrši mjerenje i svjetlosni tok F prošla kroz testni rastvor. Svjetlosni tokovi F 0 I F fotodetektorom se pretvaraju u električne signale U 0 , U I U T ( U t – signal sa neosvijetljenim prijemnikom), koje obrađuje mikroračunar fotometra i prikazuje na digitalnom displeju u obliku propustljivosti, optičke gustoće, brzine promjene optičke gustoće, koncentracije.

Transmittance τ ispitnog rješenja definira se kao omjer električnih signala U –U t prošlo do U 0 – U t upadno svjetlo

Optička gustina se određuje na sljedeći način:

(21.12)

Brzina promjene optičke gustine je

Gdje D 2 – D 1– razlika u optičkoj gustoći u vremenskom intervalu t u minutama. Na primjer, t uzima vrijednosti 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 min.

Koncentracija C=DF, Gdje F– koeficijent faktorizacije, koji se eksperimentalno određuje iz grafikona i unosi pomoću numeričke tastature u rasponu od 0,001 do 9999.

Fotometar KFK-3 (slika 21.2) sastoji se od kućišta 1, fotometrijske jedinice 2, napajanja 3, odjeljka za kivetu 4, mikroprocesorskog sistema 5, monohromatora 6. Odjeljak za kivetu je zatvoren poklopcem koji se može ukloniti.

Na bočnom okviru fotometra nalazi se os otpornika “SET.0” i prekidač “mreža” 8.

Fotometrijska jedinica uključuje: osvetljivač, monohromator, pretinac za kivete, držač za kivete, fotometrijski uređaj.

Monohromator 6 se koristi za dobijanje zračenja datog spektralnog sastava i sastoji se od kućišta, sklopa ulaznog proreza, sfernog ogledala, difrakciona rešetka, sklop izlaznog utora i sinusni mehanizam koji se nalazi unutar kućišta.

Dugme 7 se koristi za rotaciju difrakcione rešetke kroz sinusni mehanizam i podešavanje talasne dužine u nm.

Fotometrijski uređaj uključuje fotodiodu i DC pojačalo.

Kivete sa rastvaračem i ispitnim rastvorom ugrađuju se u držač kivete i postavljaju u pretinac za kivete, dok dve male opruge držača kivete treba da budu smeštene na prednjoj strani. Kivete se uvode u svjetlosni tok okretanjem ručke 8 do kraja ulijevo ili udesno. Kada je drška postavljena skroz lijevo, u svjetlosni snop se ubacuje kiveta sa rastvaračem.

Mikroprocesorski sistem 5 sastoji se od dvije štampane ploče povezane jedna s drugom konektorom. Sistem je povezan sa fotometrom preko konektora. Prednja ploča fotometra sadrži tastaturu i digitalni displej sistema.

Mikroprocesorski sistem obavlja sedam zadataka:

NULA – mjerenje i snimanje signala kada fotodetektor nije osvijetljen, G – kalibracija fotometra, E – mjerenje optičke gustine, P – mjerenje propusnosti, C – mjerenje koncentracije, A – mjerenje brzine promjene optička gustina, F – unos koeficijenta faktorizacije.

ZAVRŠETAK RADOVA

Spojite fotometar na mrežu od 220V i uključite prekidač 7 "mreža". Ostavite da se zagreje 30 minuta. sa otvorenim poklopcem odjeljka za kivetu. Pritisnite taster "START" - na digitalnom displeju će se pojaviti simbol "G", odgovarajuća vrednost i vrednost talasne dužine. Zatim pritisnite tipku "Zero". Vrijednost se prikazuje na digitalnom displeju desno od trepćuće decimalne točke n 0, na lijevoj strani je simbol "0". Značenje n 0 ne smije biti manji od 0,005 i ne veći od 0,200. Ako n 0 ne uklapa se u navedene granice, tada se pomoću otpornika “SET.0” postiže željena vrijednost.

VEŽBA I

Mjerenja propusnosti

1. Stavite kivete sa rastvaračem i test rastvorom bakar sulfata u odeljak za kivetu. Postavite kivetu sa rastvaračem u krajnji otvor držača kivete, a sa test rastvorom - u bliži utor držača kivete. Zatvorite poklopac odjeljka za kivetu.

2. Okretanjem ručke 8 (Sl. 21.2) ulijevo dok se ne zaustavi, umetnite kivetu sa rastvaračem u svjetlosni tok.

3. Pritisnite tipku “G” i pomoću ručnog kotača 7 (slika 21.2) postavite talasnu dužinu na 400 nm. Talasna dužina je prikazana na gornjem digitalnom displeju.

4. Pritisnite tipku "P". Levo od tačke treperenja prikazan je simbol „P“, a desno odgovarajuća vrednost „100±0,2“, što znači da je početno očitavanje propustljivosti 100%.

Ako se očitavanje “100±0,2” uspostavi sa velikim odstupanjem, pritisnite tipke “G” i “P” ponovo nakon 3-5 s. Zatim morate otvoriti poklopac odjeljka za kivetu i pritisnuti tipku „NULA“, zatvoriti poklopac, pritisnuti tipku „P“.

5. Koristeći ručku 8, umetnite kivetu sa test rastvorom u svetlosni snop. Pomoću svjetlosnog zaslona odredite propusnost otopine.

6. Pritiskom na tipku "G" pomoću ručnog kotačića 7 postavite valne dužine na 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, 750 nm i uklonite transmitanciju za njih τ .

Konstruisati grafik propusnosti u odnosu na talasnu dužinu, tj. τ=f(λ)

7. Na talasnoj dužini od 550 nm odrediti propusnost drugih rastvora bakar sulfata.

8. Izvršite slična mjerenja za rastvor kalijum dihromata i nacrtajte zavisnost τ=f(λ).

VJEŽBA II