หน่วยวัดการส่งผ่าน การส่งผ่านสเปกตรัมภายใน T_(i,\lambda)

ตามกฎของ Hopkins-Krantz เมื่อวิญญาณของข้อหาระเบิด ระเบิดรูปร่างเดียวกันแต่มีขนาด (มวล) ต่างกันในชั้นบรรยากาศเดียวกัน คลื่นประทุที่คล้ายกันจะถูกสังเกตได้ในระยะทางที่เท่ากัน

R*=R(ป /ม) , (1)

โดยที่ R คือระยะห่างจากจุดศูนย์กลางการระเบิด m;

Po – แรงดันเริ่มต้นที่จุดคงที่, kPa;

M คือมวลของวัตถุระเบิด กิโลกรัม

สูตรนี้ทำให้สามารถประเมินการระเบิดต่างๆ ได้โดยเปรียบเทียบกับการระเบิดของสารอ้างอิง ซึ่งมักจะเรียกว่า TNT ภายใต้ค่าสมมูลของทีเอ็นที m TNT, kg เราหมายถึงมวลของประจุ TNT ดังกล่าว ซึ่งการระเบิดของประจุดังกล่าวจะปล่อยพลังงานในปริมาณที่เท่ากันกับการระเบิดของประจุที่มีมวล m, kg เช่น

ม. tnt = ม. Qv / Qv tnt, (2)

โดยที่ Qv , Qv tnt - พลังงานการระเบิด สารที่ได้รับและทีเอ็นที, กิโลจูล/กก.

พลังงานทั้งหมดของการระเบิด หน่วยเป็น kJ หมายถึง

จ=[ (P1 - P0) / (kt -1)]V1,(3)

ที่ไหน P1 -ความดันก๊าซเริ่มต้นในภาชนะ k Pa;

kr- ดัชนีก๊าซอะเดียแบติก ( kr=พ./Cv);

V1 คือปริมาตรของภาชนะ m

4.2 งานสำหรับ งานจริง.

ภารกิจที่ 1 กำหนดความเร็วของการแพร่กระจายของด้านหน้าของเผ่า

ภารกิจที่ 5 การคำนวณอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของ "ลูกไฟ"

เงื่อนไขในการทำงานให้สำเร็จ

ภารกิจที่ 1 การกำหนดความเร็วการแพร่กระจายของส่วนหน้าของเผ่า

ความเร็วในการแพร่กระจายของแนวหน้าของเผ่าถูกกำหนดโดยสูตร

V = กิโลเมตร , (4)

โดยที่ k คือค่าคงที่เท่ากับ 43;

M คือมวลของเชื้อเพลิงที่อยู่ในก้อนเมฆ

พลังงานสำรองที่มีประสิทธิภาพของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิงคำนวณโดยสูตร:

E \u003d 2M q C / C , (5)

ระยะทางไร้มิติระหว่างการระเบิดคำนวณโดยสูตร:

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

ความดันการระเบิดแบบไร้มิติคำนวณโดยสูตร:

P \u003d (V / С ) (( - 1) / ) (0.83 / R - 0.14 / R ) , (7)

ภารกิจที่ 5 การคำนวณอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของ "ลูกไฟ":

ผลเสียหายของ "ลูกไฟ" ต่อบุคคลนั้นพิจารณาจากปริมาณของพลังงานความร้อน (แรงกระตุ้น รังสีความร้อน) และเวลาที่มีอยู่ของ "ลูกไฟ" และวัตถุอื่น - ความเข้มของการแผ่รังสีความร้อน

ข้อมูลเริ่มต้น:

ปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงที่รั่วไหลระหว่างเกิดอุบัติเหตุ 10.6 ม. 3 ;

ความหนาแน่นของเฟสของเหลวของโพรเพน G \u003d 530 kg / m 3

อุณหภูมิของ "ลูกไฟ",  = 1,350 K.

จำเป็นต้องกำหนดอายุการใช้งานของ "ลูกไฟ" และระยะทางที่พัลส์ของรังสีความร้อนสัมพันธ์กัน องศาต่างๆการเผาไหม้ของมนุษย์

ขั้นตอนการประเมินผลกระทบของอุบัติเหตุตาม GOST R 12.3.047-98 " ความปลอดภัยจากอัคคีภัย กระบวนการทางเทคโนโลยี»:

แรงกระตุ้นการแผ่รังสีความร้อน Q, kJ คำนวณโดยสูตร:

Q = t s q , (8)

ที่ไหน s - อายุการใช้งานของลูกไฟ s;

ถาม - ความเข้มของรังสีความร้อน kW / m 2

การคำนวณความเข้มของการแผ่รังสีความร้อนของ "ลูกไฟ" ดำเนินการตามสูตร:

q = E f F q t , (9)

โดยที่เอฟ - ความหนาแน่นพื้นผิวเฉลี่ยของรังสีความร้อน กิโลวัตต์/เมตร 2 ;

Fq - ค่าสัมประสิทธิ์เชิงมุมของการฉายรังสี

t คือการส่งผ่านของบรรยากาศ

E f ถูกกำหนดบนพื้นฐานของข้อมูลการทดลองที่มีอยู่ อนุญาตให้ใช้ E f เท่ากับ 450 กิโลวัตต์/เมตร 2 .

ความลาดชันสูตรคำนวณการฉายรังสี

, (10)

โดยที่ H - ความสูงของศูนย์กลางของ "ลูกไฟ", m;

ด - เส้นผ่านศูนย์กลางที่มีประสิทธิภาพของ "ลูกไฟ", m;

ร - ระยะทางจากวัตถุที่ฉายรังสีถึงจุดหนึ่งบนพื้นผิวโลกตรงใต้จุดศูนย์กลางของ "ลูกไฟ" ม.

เส้นผ่านศูนย์กลางที่มีประสิทธิภาพของ "ลูกไฟ" D s คำนวณโดยสูตร

D s \u003d 5.33 ม. 0.327 , (11)

ที่ไหน ม - มวลสารที่ติดไฟได้ กก.

ชม - กำหนดไว้ในหลักสูตรการศึกษาพิเศษ อนุญาตให้ใช้ H เท่ากับ D s /2

อายุการใช้งานของ "ลูกไฟ" t s , s คำนวณโดยสูตร

t s = 0.92 ม. 0.303 , (12)

การส่งผ่านบรรยากาศ t คำนวณโดยสูตร

t = ประสบการณ์ [-7.0 10 -4 ( - D s / 2)] , (13)

4.3. การกำหนดรูปแบบและการนำเสนอผลงาน

1. เรียนภาคทฤษฎี ชั้นเรียนบรรยายและหนังสือแนะนำ

3. เพื่อดำเนินการระบุโรงงานผลิตที่เป็นอันตรายโดยใช้สัญญาณอันตรายของโรงงาน

4. สำรวจความยั่งยืนของวัตถุทางเศรษฐกิจ

5. พัฒนากิจกรรมสำหรับ MA PCF

6. สรุปผลงานวิจัยที่ได้รับกำหนดข้อเสนอ

7.จัดทำรายงานผลการปฏิบัติงาน แบบฟอร์มการรายงาน - เขียนตามข้อกำหนด แนวทางเพื่อการปฏิบัติงานจริง

8. เตรียมคำตอบเพื่อควบคุมคำถาม

9. ฝึกการควบคุมตนเอง

10. ปกป้องงานจริงตั้งแต่ครั้งแรกภายใน 15 นาที

การนำเสนอผลงาน.

คำจำกัดความ

ชื่อและตัวย่อ

บทนำ

ส่วนสำคัญ

บทสรุป

รายการแหล่งที่มาที่ใช้

แอพพลิเคชั่น

4.4 ตัวเลือกงาน

หมายเลขซีเรียล	หมายเลขตัวแปร	ค่า M (เป็นกก.)	กับ	อาร์(เมตร)	V1, (ลูกบาศก์เมตร)
			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

ควบคุมคำถาม:

1. กำหนดระเบิด?

2. ระบุลักษณะสำคัญของการระเบิด?

3. อธิบายขั้นตอนการแปลงร่างที่ระเบิดได้?

4. ปรับกฎหมาย Hopkins-Krantz หรือไม่

5. คุณสมบัติของการระเบิดและการเกิดฟองอากาศคืออะไร?

6. ลักษณะของเฟสคืออะไร ความดันสูง?

7. อธิบายขั้นตอนการประกอบเชื้อเพลิงระเบิด?

8. ให้ลำดับของการกระทำ คลื่นกระแทก?

9. ใช้ตัวเลือกของงานอธิบายความดันระหว่างการระเบิด?

อ้างอิง

1. ความปลอดภัยในชีวิต / เอ็ด แอลเอ มิคาอิลอฟ. - M: Academy, 2009. - 272 น.

2. อิลยิน แอล.เอ. สุขอนามัยรังสี / L.A. Ilyin, V.F. คิริลลอฟ, I.P. โคเรนคอฟ. - M: Geotar-Media, 2010. -384 น.

3. อบรมเชิงปฏิบัติการความปลอดภัยในชีวิต / กศ. เอ.วี. โฟรโลวา - Rostov-on-Don: Phoenix, 2009. - 496 น.

4. โบลตีรอฟ วี.วี. อันตราย กระบวนการทางธรรมชาติ/ วี.วี. โบลตีรอฟ - M: KDU, 2010. - 292 น.

5. ชูเลนินา เอ็น.เอส. สมุดงานบนพื้นฐานของความปลอดภัยในชีวิต / สมช. Shulenina, V.M. Shirshova, N.A. โวโลบูเยฟ - โนโวซีบีสค์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยไซบีเรีย, 2553. - 192 น.

6. Pochekaeva E.I. นิเวศวิทยาและความปลอดภัยในชีวิต / E.I. โปเชคาเยฟ. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2010. - 560 น.

7. เบลอฟ เอส.วี. ความปลอดภัยในชีวิต / ส.ว. เบลอฟ - M: A-Prior, - 2011. - 128 p.

8. ฮวาง ที.เอ. ความปลอดภัยในชีวิต. อบรมเชิงปฏิบัติการ / อ.ท. Hwang, P.A. ฮวัง - Rostov-on-Don: Phoenix, 2010. - 320 น.

9. GOST R 22.0.01-94. BChS ความปลอดภัยในสถานการณ์ฉุกเฉิน บทบัญญัติพื้นฐาน

10. GOST R 22.0.02-94 บชส. ข้อกำหนดและคำจำกัดความของแนวคิดพื้นฐาน

11. GOST R 22.0.05-94. BChS". เหตุฉุกเฉินทางเทคนิค ข้อกำหนดและคำจำกัดความ

12. GOST R 22.0.07-95. บชส. แหล่งที่มาของเหตุฉุกเฉินทางเทคโนโลยี การจำแนกประเภทและการตั้งชื่อปัจจัยที่สร้างความเสียหายและค่าพารามิเตอร์

13. GOST R 22.3.03-94. บชส. การคุ้มครองประชากร บทบัญญัติพื้นฐาน

14. GOST R 22.1.01-95. BChS การติดตามและการคาดการณ์ ข้อกำหนดพื้นฐาน

15. GOST R 22.8.01-96 BChS". การชำระบัญชี เหตุฉุกเฉิน.

16. GOST R 22.0.06-95. บชส. ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อ. วิธีการกำหนดพารามิเตอร์ของผลกระทบที่สร้างความเสียหาย

ภาคผนวก 1.

©2015-2019 เว็บไซต์
สิทธิ์ทั้งหมดเป็นของผู้เขียน ไซต์นี้ไม่อ้างสิทธิ์ผู้แต่ง แต่ให้ใช้งานฟรี
วันที่สร้างเพจ: 2018-01-08

วันนี้เราจะพูดถึงการส่งผ่านและแนวคิดที่เกี่ยวข้อง ปริมาณทั้งหมดนี้อ้างถึงส่วนของเลนส์เชิงเส้น

แสงสว่างในโลกยุคโบราณ

ก่อนหน้านี้ผู้คนเชื่อว่าโลกเต็มไปด้วยความลึกลับ สม่ำเสมอ ร่างกายมนุษย์มีสิ่งที่ไม่รู้จักมากมาย ตัวอย่างเช่น ชาวกรีกโบราณไม่เข้าใจว่าดวงตามองเห็นได้อย่างไร เหตุใดจึงมีสี ทำไมกลางคืนจึงมาถึง แต่ในขณะเดียวกัน โลกของพวกเขาก็เรียบง่ายขึ้น แสงตกกระทบสิ่งกีดขวาง เกิดเป็นเงา นี่คือทั้งหมดที่แม้แต่นักวิทยาศาสตร์ที่มีการศึกษาสูงสุดก็จำเป็นต้องรู้ ไม่มีใครคิดเกี่ยวกับการส่งผ่านของแสงและความร้อน วันนี้มีสอนในโรงเรียน

แสงสว่างพบกับสิ่งกีดขวาง

เมื่อลำแสงตกกระทบวัตถุ มันสามารถแสดงพฤติกรรมได้สี่แบบ:

• ถูกดูดซึม;
• กระจาย;
• สะท้อน;
• ไปต่อ.

ดังนั้น สารใดๆ จึงมีสัมประสิทธิ์ของการดูดกลืน การสะท้อน การส่งผ่าน และการกระเจิง

แสงที่ถูกดูดกลืน วิธีทางที่แตกต่างเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุเอง: ให้ความร้อนเปลี่ยนโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ แสงกระจายและแสงสะท้อนคล้ายกัน แต่ก็ยังแตกต่างกัน เมื่อมันเปลี่ยนทิศทางของการแพร่กระจาย และระหว่างการกระเจิง ความยาวคลื่นของมันก็จะเปลี่ยนไปด้วย

วัตถุโปร่งใสที่ส่งผ่านแสงและคุณสมบัติของมัน

ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนและการส่งผ่านขึ้นอยู่กับสองปัจจัย - ลักษณะของแสงและคุณสมบัติของวัตถุ มันสำคัญ:

1. สถานะรวมของสสาร น้ำแข็งหักเหแตกต่างจากไอน้ำ
2. โครงสร้าง ตาข่ายคริสตัล. ข้อนี้ใช้กับ ของแข็ง. ตัวอย่างเช่น การส่งผ่านของถ่านหินในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมมีแนวโน้มเป็นศูนย์ แต่เพชรเป็นอีกเรื่องหนึ่ง มันเป็นระนาบของการสะท้อนและการหักเหของแสงที่สร้างการเล่นแสงและเงาที่มีมนต์ขลังซึ่งผู้คนพร้อมที่จะจ่ายเงินให้กับมัน แต่สารทั้งสองนี้เป็นคาร์บอน และเพชรจะเผาไหม้ในไฟไม่เลวร้ายยิ่งกว่าถ่านหิน
3. อุณหภูมิของสาร ผิดปกติพอ แต่ อุณหภูมิสูงร่างกายบางส่วนกลายเป็นแหล่งกำเนิดแสงด้วยตัวมันเอง ดังนั้นพวกมันจึงมีปฏิสัมพันธ์กับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในลักษณะที่แตกต่างกันเล็กน้อย
4. ลำแสงไปยังวัตถุ

นอกจากนี้ เราต้องจำไว้ว่าแสงที่ออกมาจากวัตถุสามารถโพลาไรซ์ได้

ความยาวคลื่นและสเปกตรัมการส่งผ่าน

ดังที่เรากล่าวไว้ข้างต้น การส่งผ่านขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของแสงที่ตกกระทบ สารทึบรังสีสีเหลืองและสีเขียวปรากฏโปร่งใส สเปกตรัมอินฟราเรด. สำหรับอนุภาคขนาดเล็กที่เรียกว่า "นิวตริโน" โลกก็โปร่งใสเช่นกัน ดังนั้นแม้ว่าดวงอาทิตย์จะถูกสร้างขึ้นมามากก็ตาม ปริมาณมากเป็นเรื่องยากสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่จะสังเกตเห็นพวกมัน ความน่าจะเป็นที่นิวตริโนจะชนกับสสารนั้นน้อยมาก

แต่บ่อยที่สุด เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า. หากมีหลายส่วนของมาตราส่วนในหนังสือหรืองาน การส่งผ่านแสงจะหมายถึงส่วนนั้นที่สายตามนุษย์เข้าถึงได้

สูตรสัมประสิทธิ์

ตอนนี้ผู้อ่านก็พร้อมเพียงพอแล้วที่จะเห็นและเข้าใจสูตรที่กำหนดการส่งสาร ดูเหมือนว่า: T=F/F 0 .

ดังนั้น การส่งผ่าน T คืออัตราส่วนของฟลักซ์การแผ่รังสี ความยาวที่แน่นอนคลื่นที่ผ่านร่างกาย (Ф) ไปยังฟลักซ์การแผ่รังสีดั้งเดิม (Ф 0)

ค่าของ T ไม่มีมิติเนื่องจากเป็นการแบ่งแนวคิดที่เหมือนกันออกจากกัน อย่างไรก็ตามอัตราส่วนนี้ไม่ได้ปราศจาก ความรู้สึกทางกายภาพ. มันแสดงให้เห็นว่าสัดส่วนของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่สารหนึ่งผ่านไป

"ฟลักซ์การแผ่รังสี"

นี่ไม่ใช่แค่วลี แต่เป็นคำศัพท์เฉพาะ ฟลักซ์การแผ่รังสีเป็นพลังงานที่แผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านพื้นผิวหน่วย ในรายละเอียด ค่าที่กำหนดคำนวณเป็นพลังงานที่รังสีเคลื่อนที่ผ่านหน่วยพื้นที่ในหน่วยเวลา พื้นที่มักจะเข้าใจว่าเป็น ตารางเมตรและภายใต้เวลา - วินาที แต่ขึ้นอยู่กับงานเฉพาะ เงื่อนไขเหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับดาวยักษ์แดงซึ่งใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราเป็นพันเท่า คุณสามารถนำไปใช้ได้อย่างปลอดภัย ตารางกิโลเมตร. และสำหรับหิ่งห้อยตัวเล็ก - ตารางมิลลิเมตร

แน่นอน เพื่อที่จะเปรียบเทียบได้ และถูกแนะนำ ระบบรวมการวัด แต่ค่าใด ๆ สามารถลดลงได้เว้นแต่คุณจะยุ่งกับจำนวนศูนย์

ที่เกี่ยวข้องกับแนวคิดเหล่านี้คือขนาดของการส่งผ่านทิศทาง กำหนดปริมาณแสงที่ส่องผ่านกระจก แนวคิดนี้ไม่พบในหนังสือเรียนฟิสิกส์ ซ่อนอยู่ในข้อกำหนดทางเทคนิคและกฎของผู้ผลิตหน้าต่าง

กฎการอนุรักษ์พลังงาน

กฎนี้เป็นเหตุผลว่าทำไมการดำรงอยู่จึงเป็นไปไม่ได้ เครื่องเคลื่อนไหวตลอดเวลาและ ศิลาอาถรรพ์. แต่มีน้ำและกังหันลม กฎหมายกล่าวว่าพลังงานไม่ได้มาจากไหนและจะไม่สลายไปอย่างไร้ร่องรอย แสงที่ตกลงบนสิ่งกีดขวางก็ไม่มีข้อยกเว้น มันไม่ได้เป็นไปตามความหมายทางกายภาพของการส่งผ่านที่ว่า เนื่องจากส่วนหนึ่งของแสงไม่ผ่านวัสดุ มันจึงระเหยออกไป ลำแสงตกกระทบจริงๆ เท่ากับผลรวมดูดซับ กระจาย สะท้อน และส่งผ่านแสง ดังนั้นผลรวมของค่าสัมประสิทธิ์สำหรับสารที่กำหนดควรเท่ากับหนึ่ง

โดยทั่วไปแล้ว กฎการอนุรักษ์พลังงานสามารถนำไปใช้กับฟิสิกส์ทุกแขนงได้ ในโรงเรียนปัญหามักจะเกิดขึ้นที่เชือกไม่ยืด พินไม่ร้อน และไม่มีแรงเสียดทานในระบบ แต่ในความเป็นจริงมันเป็นไปไม่ได้ นอกจากนี้ควรจำไว้เสมอว่าผู้คนไม่รู้ทุกอย่าง ตัวอย่างเช่น ในการสลายตัวแบบเบต้า พลังงานบางส่วนสูญเสียไป นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจว่ามันไปที่ไหน Niels Bohr เองเสนอว่ากฎหมายอนุรักษ์อาจไม่อยู่ในระดับนี้

แต่แล้วตัวเล็กมากและมีไหวพริบ อนุภาคมูลฐาน- นิวตริโนเลปตอน และทุกอย่างก็เข้าที่ ดังนั้นหากผู้อ่านไม่เข้าใจว่าพลังงานไปที่ใดเราต้องจำไว้ว่า: บางครั้งคำตอบก็ไม่ทราบ

การใช้กฎการส่งผ่านและการหักเหของแสง

สูงกว่านั้นเล็กน้อย เรากล่าวว่าค่าสัมประสิทธิ์ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับว่าสารใดที่ขวางทางลำแสงแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ข้อเท็จจริงนี้ยังสามารถนำมาใช้ใน ด้านหลัง. การกำจัดสเปกตรัมการส่งสัญญาณเป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายและมากที่สุด วิธีที่มีประสิทธิภาพเรียนรู้คุณสมบัติของสสาร ทำไมวิธีนี้ถึงดีจัง?

มีความแม่นยำน้อยกว่าวิธีการทางแสงอื่นๆ สามารถเรียนรู้ได้อีกมากมายโดยการทำให้สสารเปล่งแสง แต่นี่เป็นข้อได้เปรียบหลักของวิธีการส่งสัญญาณด้วยแสง - ไม่มีใครต้องถูกบังคับให้ทำอะไร สารนี้ไม่จำเป็นต้องให้ความร้อน เผา หรือฉายรังสีด้วยเลเซอร์ ระบบที่ซับซ้อนไม่จำเป็นต้องใช้เลนส์ออปติกและปริซึม เนื่องจากลำแสงจะส่องผ่านตัวอย่างที่กำลังศึกษาโดยตรง

นอกจากนี้วิธีนี้ไม่รุกรานและไม่ทำลาย ตัวอย่างยังคงอยู่ในรูปแบบและสภาพเดิม สิ่งนี้มีความสำคัญเมื่อสารนั้นหายากหรือเมื่อสารนั้นมีเอกลักษณ์ เราแน่ใจว่าไม่ควรเผาแหวนของตุตันคาเมนเพื่อค้นหาองค์ประกอบของเคลือบฟันที่แม่นยำยิ่งขึ้น

คำนิยาม

การส่งผ่านเรียกว่าสเกลาร์ ปริมาณทางกายภาพเท่ากับอัตราส่วนของฟลักซ์การแผ่รังสีที่ผ่านสาร (Ф) ต่อฟลักซ์การแผ่รังสีที่ตกลงบนพื้นผิวของสารนี้ () การส่งผ่านมักแสดงด้วยตัวอักษร T หรือ นิยามทางคณิตศาสตร์การส่งผ่านมีรูปแบบ:

ค่าของการส่งผ่านขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารในร่างกาย, มุมตกกระทบของแสง องค์ประกอบสเปกตรัม(ความยาวคลื่น) และโพลาไรเซชันของรังสี.

การส่งผ่านของอินเทอร์เฟซสื่อสามารถกำหนดเป็น:

T คือความเข้มของคลื่นหักเห I คือความเข้มของคลื่นตกกระทบ หากแสงหักเหและสะท้อนที่ขอบของสารโปร่งใสสองชนิดที่ไม่ดูดซับแสง ความเสมอภาคจะคงอยู่:

ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสงอยู่ที่ไหน ในกรณีของการสะท้อนภายในทั้งหมด

ความสัมพันธ์ระหว่างการส่งผ่านและความหนาแน่นของแสง (D) ถูกกำหนดโดยสูตร:

การส่งผ่านบางประเภท

การส่งผ่านสเปกตรัมเรียกว่าการส่งผ่านของรังสีเอกรงค์ที่มีความยาวคลื่นที่กำหนดโดยอัตราส่วนของฟลักซ์การแผ่รังสีที่ผ่านชั้นของสสารที่มีความหนาเท่ากับฟลักซ์ที่ตกกระทบ ในกรณีนี้:

ที่ไหน - ตัวบ่งชี้ตามธรรมชาติการดูดซับของสารภายใต้การพิจารณาสำหรับการแผ่รังสีที่มีความยาวคลื่น - ความหนาของชั้นสาร คืออัตราการดูดกลืนทศนิยม

การส่งผ่านภายใน () แสดงการเปลี่ยนแปลงความเข้มของรังสีที่เกิดขึ้นภายในสาร ไม่คำนึงถึงการสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการสะท้อนบนพื้นผิวอินพุตและเอาต์พุตของสาร นิยามของมันสามารถเขียนเป็น:

โดยที่ฟลักซ์ที่เข้าสู่ตัวกลางคือฟลักซ์ของรังสีที่ออกจากสาร

ค่าสัมประสิทธิ์สเปกตรัมของการส่งผ่านภายใน (ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านภายในสำหรับแสงสีเดียว) ของกระจกออปติกขึ้นอยู่กับการดูดกลืนของกระจก การกระเจิง และการดูดกลืนโดยสิ่งสกปรกในกระจก การส่งผ่านภายในใช้เพื่อระบุลักษณะ คุณสมบัติทางแสงวัสดุ.

การส่งผ่านภายในแบบรวม () สำหรับแหล่งกำเนิดสีขาวมาตรฐานที่มีอุณหภูมิ T = 2856 K สามารถพบได้ดังนี้:

โดยที่ประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมสัมพัทธ์ของรังสีเอกรงค์ที่ปรับให้เหมาะกับแสงแดด (ความไวสัมพัทธ์ของดวงตา) นาโนเมตร, นาโนเมตร

รังสีที่ส่งผ่าน (ไม่รวมการกระเจิง) ประเมินโดยใช้กฎของบูแกร์-แลมเบิร์ต:

การส่งผ่านภายในอยู่ที่ไหน คือค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับของกระจกหนา 1 ซม. - ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับสำหรับแก้ว 1 ซม. — ความหนาของแก้ว (ซม.)

การส่งสัญญาณของสื่อต่อเนื่อง n มีค่าเท่ากับสินค้าการถ่ายทอดของแต่ละคน

หน่วย

การส่งผ่านเป็นปริมาณไร้มิติ บางครั้งจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

งาน	แสงธรรมชาติตกกระทบโพลาไรเซอร์ขณะส่องผ่าน) ฟลักซ์ของแสง. ข้อความ "> สารละลายจะผ่านโพลาไรเซอร์สองตัวดังกล่าว	มาวาดรูปกันเถอะ เนื่องจากหลังจากผ่านโพลาไรเซอร์แล้ว ความเข้มของแสงที่ส่งออกจะน้อยกว่า 50% ตามที่คาดไว้เมื่อผ่านโพลาไรเซอร์ แสงธรรมชาติดังนั้นแสงจึงถูกดูดกลืน ซึ่งหมายความว่าเมื่อพิจารณาความเข้มของแสงที่ออกมาจากโพลาไรเซอร์ () จำเป็นต้องคำนึงถึงการดูดกลืนแสงนี้ด้วย: ความเข้มของแสงที่ตกกระทบบนโพลาไรเซอร์คือที่ใด หลังจากผ่านโพลาไรเซอร์ที่สองแล้ว ความเข้มของแสงจะถูกกำหนดโดยใช้กฎของ Malus และโดยคำนึงถึง (1.1) จะเท่ากับ: ให้เราแสดงจากสมการ (1.1) การส่งผ่าน: แทนที่ในนิพจน์ (1.2) เราแสดงมุมที่ต้องการ:
ตอบ

แล็บ #21

การศึกษาการดูดกลืนแสง
ในโซลูชั่น

วัตถุประสงค์ของการทำงาน : การหาความเข้มข้นของสารในสารละลายที่มีสีและการทวนสอบของกฎหมาย Bouguer-Lambert

เครื่องมือและอุปกรณ์ : โฟโตมิเตอร์ไฟฟ้า KFK-3, ชุดคิวเวตต์, ชุดสารละลายสีใส (สารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต, สารละลายโพแทสเซียมไดโครเมต)

เหตุผลทางทฤษฎี

เมื่อแสงผ่านสารละลายโปร่งใส ก๊าซ จะถูกดูดซับไว้บางส่วน ให้ความเข้มของแสงตกลงบนตัวกลางที่โปร่งใส І 0 . ความเข้มของแสง І ผ่านการแก้ปัญหาตามกฎหมาย Bouguer-Lambert ถูกกำหนดโดยสูตร:

ที่ไหน α คือค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสง d-ความหนาของชั้น

การดูดกลืนแสงของสารเกิดจากการทำงานร่วมกันของคลื่นแสงกับอะตอมและโมเลกุลของสาร ภายใต้อิทธิพล สนามไฟฟ้าคลื่นแสง อิเลคตรอนในอะตอมถูกแทนที่โดยสัมพันธ์กับนิวเคลียส ทำให้ การสั่นสะเทือนแบบฮาร์มอนิก. มีคลื่นทุติยภูมิ คลื่นที่ตกกระทบรบกวนคลื่นทุติยภูมิที่ปล่อยออกมาจากอิเล็กตรอนของอะตอม และสร้างคลื่นที่มีแอมพลิจูดไม่เท่ากับแอมพลิจูดของสนามไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ กับ จุดพลังงานการมองเห็นนี่หมายถึงพลังงานส่วนหนึ่ง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น กำลังภายในวัสดุที่แสงผ่านได้ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านำพาพลังงานเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความกว้างของความแรงของสนามไฟฟ้า พลังงานเฉลี่ยที่ถ่ายโอนผ่านหน่วยพื้นที่ในเวลา 1 วินาที เรียกว่า ความเข้มของคลื่นแสง І .

ความเข้มของแสงที่ส่องผ่านสารถูกกำหนดโดยกฎของ Bouguer-Lambert และขึ้นอยู่กับทั้งความหนาของชั้นและลักษณะและคุณสมบัติของสารดูดซับ

ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสง α เป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของโมเลกุล กับ

α=α 0 С , (21.2)

ที่ไหน α 0 คือค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนของโมเลกุลตัวถูกละลาย 1 ตัว โดยไม่ขึ้นกับความเข้มข้น การแทนที่ (21.2) ในความสัมพันธ์ (21.1) เราได้รับ:

สูตร (21.3) เรียกว่ากฎ Bouguer-Beer และกลายเป็นว่าใช้ได้สำหรับสารละลายและก๊าซที่มีความเข้มข้นต่ำ (สันนิษฐานว่าตัวทำละลายไม่ดูดซับแสง)

เมื่อคลื่นแสงสีเดียวผ่านสาร แอมพลิจูดของคลื่นจะสลายตัวในตัวกลางที่ดูดซับ การลดทอนของแอมพลิจูดนั้นถูกกำหนดโดยดัชนีการลดทอน χ ซึ่งเกี่ยวข้องกับค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืน α โดยความสัมพันธ์:

(21.4)

ที่ไหน λ 0 – ความยาวคลื่นในสุญญากาศ นเป็นดัชนีการหักเหของแสงในตัวกลาง

กำหนดว่า λ 0 =nλ,ที่ไหน λ คือความยาวคลื่นในตัวกลาง เขียนสูตรใหม่ได้เป็น

สูตร (21.4) และ (21.4 ก) แสดงว่าสัมประสิทธิ์ α ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น การพึ่งพาอาศัยกันนี้กำหนดสีของโซลูชัน

ศึกษาการดูดกลืนแสงด้วยสารละลายโปร่งใสโดยใช้โฟโตมิเตอร์ การออกแบบที่หลากหลาย. โดยการวัดความเข้มของแสงที่ตกกระทบและแสงที่ส่องผ่าน เราสามารถกำหนดความเข้มข้นของสารที่ดูดซับได้

สำหรับ การศึกษานำร่องการดูดกลืนแสงในตัวกลาง มีลักษณะดังต่อไปนี้:

1. การส่งผ่านแสงถูกกำหนดโดยการส่งผ่าน

ที่ไหน τ - ค่าสัมประสิทธิ์การส่องผ่านของแสง І 0 คือความเข้มของฟลักซ์แสงที่ตกกระทบ І คือความเข้มของฟลักซ์แสงที่ผ่านสารละลาย

2. ความหนาแน่นเชิงแสงของสารถูกกำหนดโดยสูตร

ที่ไหน ง- ความหนาแน่นของแสง

ความสัมพันธ์ระหว่างการส่งผ่านแสงและความหนาแน่นของแสงถูกสร้างขึ้นโดยใช้สูตร (21.5) และ (21.b)

(21.7)

การส่งผ่านแสงของสารละลาย τ สามารถแสดงได้จากกฎของ Bouguer:

จากที่นี่ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซับจะถูกกำหนด α :

หลังจากการแปลงร่างที่เหมาะสม โดยคำนึงถึงสูตร (21.5) และ (21.6) ความสัมพันธ์ระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืน a และความหนาแน่นเชิงแสงของสารละลาย งกำหนดไว้ดังนี้

การดูดกลืนแสงมีลักษณะพ้องเสียงด้วย ค่าสูงสุดในพื้นที่ความถี่ใกล้กับความถี่การสั่นตามธรรมชาติของออสซิลเลเตอร์ ω 0 (รูปที่ 21.1)

รูปแบบเรโซแนนซ์ของเส้นโค้งการดูดกลืนถูกกำหนดโดยโครงสร้างของอะตอมและช่วงความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผ่านสาร

บนมะเดื่อ 21.1 แสดงเส้นโค้งการดูดกลืน α=ฉ(ω)สำหรับสารที่ไดโพลมีความถี่การสั่นตามธรรมชาติหนึ่งค่า (อคือความกว้างของแถบการดูดซับซึ่งกำหนดที่ระดับครึ่งหนึ่งของการดูดซับสูงสุด)

คำอธิบายการติดตั้ง

โฟโตมิเตอร์แบบโฟโตอิเล็กทริก KFK-3 ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านและความหนาแน่นเชิงแสงของสารละลายของเหลวใสและตัวอย่างที่เป็นของแข็ง นอกจากนี้ยังใช้เพื่อวัดอัตราการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นเชิงแสงของสารและกำหนดความเข้มข้นของสารในสารละลาย

หลักการทำงานของโฟโตมิเตอร์ขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบฟลักซ์แสง ฉ 0ผ่านตัวทำละลายซึ่งสัมพันธ์กับการวัดและฟลักซ์ส่องสว่าง ฉผ่านการเทสน้ำยาแล้ว ลำธารแสง ฉ 0และ ฉเครื่องตรวจจับแสงแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ยู 0 , ยูและ ยูเสื้อ ( ยู m คือสัญญาณที่มีตัวรับสัญญาณที่ไม่สว่าง) ซึ่งประมวลผลโดยไมโครคอมพิวเตอร์ของโฟโตมิเตอร์และแสดงบนจอแสดงผลดิจิตอลในรูปแบบของค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่าน ความหนาแน่นของแสง อัตราการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของแสง ความเข้มข้น

การส่งผ่าน τ สารละลายทดสอบถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนของสัญญาณไฟฟ้า ยู –ยู t ผ่านไป คุณ 0 - คุณแสงที่ตกกระทบ

ความหนาแน่นของแสงถูกกำหนดดังนี้:

(21.12)

อัตราการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของแสงคือ

ที่ไหน D2-D1คือความแตกต่างระหว่างค่าความหนาแน่นของแสงสำหรับช่วงเวลา ทีในไม่กี่นาที ตัวอย่างเช่น, ทีรับค่า 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 นาที

ความเข้มข้น C=DF,ที่ไหน ฉ- ค่าสัมประสิทธิ์การแยกตัวประกอบซึ่งพิจารณาจากการทดลองจากกราฟและป้อนโดยใช้แป้นตัวเลขในช่วงตั้งแต่ 0.001 ถึง 9999

โฟโตมิเตอร์ KFK-3 (รูปที่ 21.2) ประกอบด้วยตัวเครื่อง 1, หน่วยโฟโตเมตริก 2, หน่วยจ่ายไฟ 3, ช่องคิวเวตต์ 4, ระบบไมโครโปรเซสเซอร์ 5, โมโนโครม 6 ช่องคิวเวตต์ปิดด้วยฝาครอบที่ถอดออกได้ .

ที่กรอบด้านข้างของโฟโตมิเตอร์จะมีแกนของตัวต้านทาน "SET.0" และสวิตช์สลับ "เครือข่าย" 8.

หน่วยโฟโตเมตริกประกอบด้วย: ไฟส่องสว่าง, โมโนโครมาเตอร์, ช่องคิวเวตต์, ที่ใส่คิวเวตต์, อุปกรณ์โฟโตเมตริก

Monochromator 6 ทำหน้าที่รับรังสีขององค์ประกอบสเปกตรัมที่กำหนดและประกอบด้วยร่างกาย, ชุดประกอบช่องทางเข้า, กระจกทรงกลม, ตะแกรง, ชุดประกอบช่องว่างทางออกและกลไกไซนัสที่อยู่ภายในตัวเรือน

ปุ่ม 7 ใช้เพื่อหมุนตะแกรงกระจายแสงผ่านกลไกไซน์และตั้งค่าความยาวคลื่นเป็น nm

อุปกรณ์โฟโตเมตริกประกอบด้วยโฟโตไดโอดและเครื่องขยายสัญญาณ DC

วางคิวเวตต์ที่มีตัวทำละลายและสารละลายทดสอบลงในตัวยึดคิวเวตต์ แล้ววางไว้ในช่องคิวเวตต์ โดยมีสปริงตัวยึดคิวเวตต์ขนาดเล็กสองตัวที่ด้านหน้า คิวเวตต์ถูกนำเข้าสู่ฟลักซ์แสงโดยหมุนที่จับ 8 ไปทางซ้ายหรือขวาจนสุด เมื่อตั้งที่จับไปทางซ้ายจนสุด คิวเวตที่มีตัวทำละลายจะถูกป้อนเข้าไปในลำแสง

ระบบไมโครโปรเซสเซอร์ 5 ประกอบด้วยแผงวงจรพิมพ์สองแผ่นที่เชื่อมต่อกันด้วยขั้วต่อ ระบบเชื่อมต่อกับโฟโตมิเตอร์ผ่านขั้วต่อ แป้นพิมพ์และจอแสดงผลดิจิตอลของระบบจะแสดงที่แผงด้านหน้าของมาตรวัดแสง

ระบบไมโครโปรเซสเซอร์ทำหน้าที่เจ็ดอย่าง:

ZERO - การวัดและการบันทึกสัญญาณด้วยเครื่องตรวจจับแสงที่ไม่เรืองแสง, D - การสอบเทียบโฟโตมิเตอร์, E - การวัดความหนาแน่นของแสง, P - การวัดการส่งผ่าน, C - การวัดความเข้มข้น, A - การวัดอัตราการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของแสง, F - การป้อนค่าสัมประสิทธิ์การแยกตัวประกอบ

เสร็จสิ้นการทำงาน

เชื่อมต่อโฟโตมิเตอร์กับเครือข่าย 220V และเปิดสวิตช์สลับ 7 "เครือข่าย" ปล่อยให้อุ่นเครื่อง 30 นาที โดยเปิดฝาเซลล์ไว้ กดปุ่ม "START" - สัญลักษณ์ "G" จะปรากฏบนหน้าจอดิจิตอล ค่าที่สอดคล้องกันและค่าของความยาวคลื่น จากนั้นกดปุ่ม "Null" ค่าจะแสดงบนจอแสดงผลดิจิทัลทางด้านขวาของเครื่องหมายจุลภาคที่กะพริบ n 0ด้านซ้าย - สัญลักษณ์ "0" ความหมาย n 0ต้องมีค่าอย่างน้อย 0.005 และไม่เกิน 0.200 ถ้า n 0ไม่พอดีกับขีด จำกัด ที่ระบุจากนั้นด้วยความช่วยเหลือของตัวต้านทาน "SET.0" จะได้ค่าที่ต้องการ

แบบฝึกหัด I

การวัดการส่งผ่าน

1. ติดตั้งคิวเวตต์ด้วยตัวทำละลายและสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตที่ศึกษาเข้าไปในช่องเซลล์ วางคิวเวตต์พร้อมตัวทำละลายลงในซ็อกเก็ตที่อยู่ไกลของตัวยึดคิวเวตต์ และใส่สารละลายทดสอบลงในซ็อกเก็ตใกล้กับตัวยึดคิวเวตต์ ปิดฝาช่องคิวเวตต์

2. หมุนที่จับ 8 (รูปที่ 21.2) ไปทางซ้าย ใส่คิวเวตที่มีตัวทำละลายเข้าไปในฟลักซ์แสงจนสุด

3. กดปุ่ม "G" และใช้วงล้อหมุน 7 (รูปที่ 21.2) เพื่อตั้งค่าความยาวคลื่นเป็น 400 นาโนเมตร ความยาวคลื่นจะแสดงบนจอแสดงผลดิจิตอลด้านบน

4. กดปุ่ม "P" ทางด้านซ้ายของจุดทศนิยมที่กะพริบ สัญลักษณ์ "P" จะปรากฏขึ้น และทางด้านขวา - ค่าที่สอดคล้องกัน "100 ± 0.2" ซึ่งหมายความว่าจำนวนการส่งเริ่มต้นคือ 100%

หากการอ่านค่า "100 ± 0.2" มีค่าเบี่ยงเบนมาก ให้กดปุ่ม "G" และ "P" อีกครั้งหลังจากผ่านไป 3-5 วินาที จากนั้นจำเป็นต้องเปิดฝาช่องคิวเวตต์แล้วกดปุ่ม "ZERO" ปิดฝา กดปุ่ม "P"

5. ใช้ที่จับ 8 ใส่หลอดคิวเวตพร้อมสารละลายทดสอบลงในลำแสง ตรวจสอบการส่งผ่านของสารละลายจากกระดานแสง

6. โดยการกดปุ่ม "G" ให้ใช้วงล้อหมุนเพื่อตั้งค่าความยาวคลื่น 7 ช่วง 450 นาโนเมตร, 500 นาโนเมตร, 550 นาโนเมตร, 600 นาโนเมตร, 650 นาโนเมตร, 700 นาโนเมตร, 750 นาโนเมตร และลบการส่งผ่านสำหรับพวกมัน τ .

สร้างกราฟของการพึ่งพาการส่งผ่านของความยาวคลื่น เช่น τ=ฉ(λ)

7. ที่ความยาวคลื่น 550 นาโนเมตร พิจารณาการส่งผ่านของสารละลายอื่นของคอปเปอร์ซัลเฟต

8. ทำการวัดที่คล้ายกันสำหรับสารละลายโพแทสเซียมไดโครเมตและสร้างกราฟการพึ่งพาอาศัยกัน τ=ฉ(λ).

แบบฝึกหัดที่สอง