Как нужно выбрать светофильтр для измерения концентрации и проверки закона бера

Обновлено: 17.05.2024

Спектроскопические методы анализа основаны на избирательном поглощении электромагнитного излучения анализируемым веществом и служат для исследования строения, идентификации и количественного определения светопоглощающих соединений.

В зависимости or используемой аппаратуры в фармацевтическом анализе различают следующие методы анализа, основанные на поглощении электромагнитного излучения и испускании света:

спектрофотометрия в ультрафиолетовой (УФ) и видимой областях;
спектрометрия в инфракрасной (ИК) области;
атомно-эмиссионная спектрометрия (АЭС);
атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС);
флуоримегрия;
спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР);
масс-спектрометрия;
рамановская спектрометрия;
рентгеновская флуоресцентная спектрометрия;
рентгеновская порошковая дифрактометрия.

Ряд длин волн, для которых проводятся измерения методами абсорбционной спектрофотометрии, охватывает спектральную область от коротких длин волн в УФ-области до ИК-области. Для удобства отнесений этот спектральный ряд делится на следующие диапазоны длин волн: УФ (от 190 до 380 нм), видимый (от 380 до 780 нм), ИК (от 0,78 до 400 мкм).

СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ В УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ И ВИДИМОЙ ОБЛАСТЯХ

Уменьшение интенсивности монохроматического излучения, проходящего через гомогенную поглощающую среду, количественно описывается законом Бугера-Ламберта-Бера:

Т – пропускание, отношение интенсивности светового потока, прошедшего через вещество, к интенсивности падающего на вещество светового потока: Т = I/I₀;
I – интенсивность прошедшего монохроматического излучения;
I₀ – интенсивность падающего монохроматического излучения;
ε – молярный показатель поглощения;
с – молярная концентрация вещества в растворе;
b – длина оптического пути или толщина слоя, в сантиметрах.

Величина log₁₀(1/Т) носит название оптической плотности, обозначается буквой А и является измеряемой величиной. В отсутствии других физико-химических факторов измеренная оптическая плотность (А) пропорциональна концентрации вещества в растворе (с) и толщине слоя (b).

Величина представляет собой удельный показатель поглощения, т.е. оптическую плотность раствора вещества с концентрацией 10 г/л (1 г/100 мл) в кювете с толщиной слоя 1 см. Величиныи ε связаны соотношением:

М.м. – молекулярная масса исследуемого вещества.

Измерение оптической плотности

Если нет других указаний в фармакопейной статье, измерение оптической плотности проводят при указанной длине волны с использованием кювет с толщиной слоя 1 см и при температуре (20 ± 1) °С по сравнению с тем же растворителем или той же смесью растворителей, в которой растворено вещество. При измерении оптической плотности раствора при данной длине волны оптическая плотность кюветы с растворителем, измеренная против воздуха при той же длине волны, не должна превышать 0,9 и, желательно, чтобы она была не менее 0,2.

Спектр поглощения представляют таким образом, чтобы оптическая плотность или ее некоторая функция были приведены по оси ординат, а длина волны или некоторая функция длины волны – по оси абсцисс.

Если в фармакопейной статье для максимума поглощения указывается только одна длина волны, то это означает, что полученное значение максимума не должно отличаться от указанного более чем на ± 2 нм.

Приборы

Спектрофотометры, предназначенные для измерений в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, состоят из оптической системы, выделяющей монохроматическое излучение в области от 190 до 800 нм и обеспечивающей его прохождение через образец, и устройства для измерения оптической плотности.

Основными частями этих приборов являются: источник излучения, диспергирующий прибор (призма или решетка), щель для выделения полосы длин волн, кюветы для образцов, детектор излучаемой энергии, встроенные усилители и измерительные приборы.

Проверка шкалы длин волн в ультрафиолетовой и видимой области. Точность калибровки прибора по шкале длин волн в спектральном ряду проверяют по приведенным в табл. 1 спектральным линиям водородной (Hβ) или дейтериевой (Dβ) разрядной лампы, линиям паров ртути (Hg) кварцево-ртутной дуговой лампы, а также по максимумам поглощения раствора гольмия перхлората (Ho) (готовый реактив для калибровки спектрофотометра представляет собой 4 % раствор гольмия оксида в 14,1% растворе хлорной кислоты). Допустимое отклонение составляет ± 1 нм для ультрафиолетовой и ± 3 нм для видимой области.

Таблица 1. Максимумы поглощения для проверки шкалы длин волн

241,15 нм (Но)	404,66 нм (Hg)
253,7 нм (Hg)	435,83 нм (Hg)
287,15 нм (Но)	486,0 нм (Dв)
302,25 нм (Hg)	486,1 нм (Нв)
313,16 нм (Hg)	536,3 нм (Но)
334,15 нм (Hg)	546,07 нм (Hg)
361,5 нм (Но)	576,96 нм (Hg)
З65,48 нм (Hg)	579,07 нм (Hg)

Шкала длин волн может быть калибрована также при помощи подходящих стеклянных фильтров, которые имеют фиксированные полосы поглощения в видимой и ультрафиолетовой областях, а также стандартных стекол, содержащих дидим (смесь празеодима и неодима), и стекол, содержащих гольмий.

Проверка шкалы оптической плотности. Для проверки шкалы оптической плотности используют стандартные неорганические стеклянные фильтры или раствор калия дихромата при длинах волн, указанных в табл. 2, где для каждой длины волны приведено точное значение удельного показателя поглощения и допустимые пределы.

Раствор калия дихромата для проверки шкалы оптической плотности при 235, 257, 313 и 350 нм готовят следующим образом: от 57,0 до 63,0 мг (точная навеска) калия дихромата, предварительно высушенного до постоянной массы при температуре 130 °С, растворяют в 0,005 М растворе серной кислоты и доводят объем раствора тем же растворителем до 1000 мл. Для проверки оптической плотности при 430 нм, растворяют 57,0-63,0 мг (точная навеска) калия дихромата в 0,005 М растворе серной кислоты и доводят объём раствора тем же растворителем до метки.

Таблица 2. Удельный показатель поглощения стандартов при различных длинах волн

Предельный уровень рассеянного света. Рассеянный свет может быть обнаружен при данной длине волны с использованием соответствующих фильтров или растворов: например, оптическая плотность раствора 12 г/л калия хлорида в кювете с толщиной слоя 1 см резко увеличивается между 220 и 200 нм и должна быть больше 2 при 198 нм при использовании воды в качестве раствора сравнения.

Разрешающая способность (для качественного анализа). Если есть указание в фармакопейной статье, определяют разрешающую способность спектрофотометра следующим образом. Записывают спектр 0,02 % (об/об) раствора толуола в гексане. Минимально допустимое значение отношения оптической плотности в максимуме поглощения при 269 нм к оптической плотности в минимуме поглощения при 266 нм указывают в фармакопейной статье.

Ширина спектральной щели (для количественного анализа). В случае использования спектрофотометра с изменяемой шириной спектральной щели при выбранной длине волны возможны погрешности, связанные с шириной этой щели. Для их исключения ширина щели должна быть малой по сравнению с полушириной полосы поглощения (шириной на половине оптической плотности) и в то же время должна быть максимально велика для получения высокого значения интенсивности падающего монохроматического излучения (I₀). Таким образом, ширина щели должна быть такой, чтобы дальнейшее ее уменьшение не изменяло величину измеряемой оптической плотности.

Кюветы. Допустимые отклонения в толщине слоя используемых кювет должны быть не более ±0,005 см. Кюветы, предназначенные для испытуемого раствора и раствора сравнения, должны иметь одинаковое пропускание (или оптическую плотность) при заполнении одним и тем же растворителем. В противном случае это различие следует учитывать.

Требования к растворителям. Для определений, производимых в ультрафиолетовой и видимой областях, образец анализируемого вещества растворяют в соответствующем растворителе, который должен быть оптически прозрачным в используемой области длин волн. Для этих областей длин волн пригодны многие растворители, в том числе вода, спирты, хлороформ, низшие углеводороды, эфиры и разбавленные растворы сильных кислот и щелочей.

Идентификация

Абсорбционную спектрофотометрию в ультрафиолетовой и видимой областях спектра применяют для определения подлинности лекарственных средств путем:

сравнения спектров поглощения испытуемого раствора и раствора стандартного образца; в указанной области спектра должно наблюдаться совпадение положений максимумов, минимумов, плеч и точек перегиба;
указания положений максимумов, минимумов, плеч и точек перегиба спектра поглощения испытуемого раствора; расхождение между наблюдаемыми и указанными длинами волн в максимумах и минимумах поглощения не должно обычно превышать ± 2 нм.

Возможны и другие варианты применения, оговоренные в фармакопейных статьях.

Количественное определение

Определение концентрации веществ спектрофотометрическим методом основано на использовании закона Бугера-Ламберта-Бера:

В ряде случаев, даже при использовании монохроматического излучения могут наблюдаться отклонения от закона Бугера-Ламберта-Бера, обусловленные процессами диссоциации, ассоциации и комплексообразования. Поэтому предварительно следует проверить линейность зависимости оптической плотности раствора от концентрации в аналитической области. При наличии отклонений от линейной зависимости следует пользоваться не формулой (3), а экспериментально найденной зависимостью.

Обычно определение концентрации спектрофотометрическим методом проводят с использованием стандартного образца. Расчет концентрации основан на использовании уравнения:

где:

С и С₀ – концентрации испытуемого раствора и раствора стандартного образца, соответственно;

А и А₀ – оптические плотности испытуемого раствора и раствора стандартного образца, соответственно.

Концентрации испытуемого и стандартного раствора должны быть близки.

Вначале измеряют оптическую плотность раствора стандартного образца, приготовленного, как указано в фармакопейной статье, затем проводят измерение оптической плотности испытуемого раствора. Второе измерение проводят сразу после первого, с использованием той же кюветы, в тех же экспериментальных условиях.

Метод с использованием стандартного образца является более точным и надежным. Возможность применения значения удельного показателя поглощения в каждом конкретном случае следует обосновывать. Обычно метод с использованием значения удельного показателя поглощения применим при допусках содержания анализируемого вещества не менее ±10 % от номинального содержания.

Многокомпонентный спектрофотометрический анализ

Многокомпонентный спектрофотометрический анализ (анализ смесей) применяют для одновременного количественного определения нескольких компонентов лекарственных средств, каждое из которых подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера.

Количественное определение в многокомпонентном спектрофотометрическом анализе основывается обычно на использовании уравнения:

где:

А_i – оптическая плотность испытуемого раствора при i-ой длине волны;

Е_ij – показатели поглощения (зависящие от способа выражения концентрации) j-го компонента образца при i-ой аналитической длине волны;

c_j – концентрация j-го компонента образца.

Соответствующие методики проведения анализа и расчетные формулы указываются в фармакопейных статьях.

Производная спектрофотометрия

В производной спектрофотометрии исходные спектры поглощения (нулевого порядка) преобразуются в спектры производных первого, второго и более высокого порядков.

Спектр первой производной представляет собой график зависимости градиента кривой поглощения (скорость изменения оптической плотности от длины волны, dA/dλ) от длины волны.

Спектр второй производной представляет собой график зависимости кривизны спектра поглощения (d 2 A/dλ 2 ) от длины волны. Вторая производная при любой длине волны связана с концентрацией следующим соотношением:

Производная спектрофотометрия может быть использована как для целей идентификации веществ, так и для их количественного определения в многокомпонентных смесях, а также в тех случаях, когда имеется фоновое поглощение, вызванное присутствием веществ, содержание которых не регламентируется.

Приборы

Используют спектрофотометры, отвечающие указанным выше требованиям и оснащенные аналоговым резистивно-емкостным дифференцирующим модулем или цифровым дифференциатором, или другими средствами получения производных спектров, в соответствии с инструкцией к прибору. Некоторые методы получения спектров второй производной приводят к смещению длин волн относительно исходного спектра, что следует учитывать там, где это необходимо.

Разрешающая способность

Если указано в фармакопейных статьях, записывают спектр второй производной для раствора 0,2 г/л толуола в метаноле, используя метанол в качестве раствора сравнения. На спектре должен присутствовать небольшой отрицательный экстремум, расположенный между двумя большими отрицательными экстремумами при 261 нм и 268 нм, в соответствии с рис. 1. Если нет других указаний в фармакопейных статьях, отношение А/B должно быть не менее 0,2.

Методика

Процедура анализа аналогична применяемой в обычной спектрофотометрии, но вместо оптических плотностей используют производные. Готовят раствор испытуемого образца, настраивают прибор в соответствии с инструкцией производителя и рассчитывают количество определяемого вещества, как указано в фармакопейной статье.

Рисунок 1. Спектр второй производной раствора толуола (0,2 г/л) в метаноле

Здравствуйте, друзья! Хорошо заниматься опытами в домашних условиях, когда есть кошки 🙀 . Говоришь - экстинкция, и они бегут смотреть, кто же их зовет.

✨ Экстинкция - это ослабление света при прохождении его через вещество, которое может происходить путем поглощения или рассеяния света, а чаще всего, за счет обоих механизмов сразу.

Один из основных физических законов, которому подчиняется распространение света в поглощающей и рассеивающей среде - это закон Ламберта-Бугера-Бера (иногда его называют Бугера-Ламберта-Бера или просто Бугера).

Котята, сами того не подозревая, подчиняются закону Ламберта-Бугера-Бэра. Свет от окна освещает им ушки и испытывает экстинкцию, ослабляясь по экспоненте. Поскольку ушки достаточно тонкие, мы имеем возможность видеть проходящий свет.

Этот закон был экспериментально получен Бугером, теоретически доказан Ламбертом, а Бер показал, что коэффициент экстинкции пропорционален концентрации рассеивающего вещества. Теоретическое доказательство строится на естественном предположении, что на каждом тонком слое свет ослабляется в одно и то же количество раз, вне зависимости от интенсивности на входе слоя. Тогда получается дифференциальное уравнение, из которого вылезает экспонента.

Домашний эксперимент

Мне захотелось в домашних условиях продемонстрировать, как меняется интенсивность света при прохождении через мутную среду, увидеть это своими глазами и показать ребенку. Для этого я взяла несколько одинаковых тонких прозрачных баночек, и налила в них одинаковый рассеивающий раствор - вода с капелькой молока. Молоко практически не поглощает свет, но очень хорошо его рассеивает, и можно видеть, как проходит лазерный луч и свет от фонарика. У меня есть лазерная указка, которая может работать в трех режимах - красного лазера, белого фонарика и синего фонарика. На следующем рисунке приведен коллаж из фотографий.

Вживую ослабление света видно лучше, чем на фотографии. Очень хорошо проводить такие опыты зимой, когда рано темнеет, ведь при свете дня не видно такой красоты. Интересно проводить такой опыт с ребенком, главное, чтобы он не засветил лазерной указкой себе в глаз.

Конечно, для корректного эксперимента надо смотреть проходящий свет, а не рассеянный сбоку. Но ставить камеру телефона на прямом пути лазерной указки я как-то не рискую, и вам не советую. Пыталась снимать напрямую камерой ноутбука, но та стала глючить, и программа "камера" на ноутбуке у меня теперь не работает. Интенсивность света, рассеянного вбок, будет пропорциональна интенсивности света, входящего в среду, поэтому можно наблюдать спад интенсивности.

Интересно, будет ли выполняться закон Ламберта-Бугера-Бэра для такого эксперимента? Конечно, закон выведен для плоской монохроматической волны, а в моем эксперименте не пойми что, да еще и отражения на границах присутствуют. Но все-таки я решила обработать фотографии в Фотошопе и посмотреть, как количественно уменьшается интенсивность.

Обработка экспериментальных кадров в программе Adobe Photoshop: группы рядов соответствуют цвету луча. Верхний ряд из каждой группы - усреднение цвета бутылочки-слоя, средний ряд - разность между цветом первого слоя и остальными цветами (мы тут как бы нормируем на интенсивность первого слоя), нижний ряд - инверсия и приведение к черно-белому формату.

Далее мы используем данные о цветах в третьем ряду по палитре RGB, которая может выдать значения от 0 до 255, белый цвет соответствует 255. Тогда на первом слое значение интенсивности будет 255, а на остальных - меньше. Я вбила эти данные в Excel для каждого вида луча.

Чтобы понять, ложится ли наша зависимость интенсивности на экспоненту, надо взять логарифм отношения интенсивности на данном слое к начальной и построить график зависимости от номера слоя. В случае идеального выполнения закона Ламберта-Бугера-Бера должна получиться прямая.

А вот что получилось у меня:

Зависимость логарифма отношения интенсивностей от номера слоя для белого и синего фонарика и лазерной указки. Приведен коэффициент корреляции, рассчитанный автоматически экселем, и показывающий, насколько наши данные ложатся на прямую.

Не похоже на прямую, правда? И коэффициент корреляции это подтверждает, на линейной зависимости от должен быть близок к единице, а у нас максимум 0,9, имеющий место для синего фонарика. Так что о количественных измерениях в данной постановке эксперимента речи не идет.

Тем более удивительно, как открыл закон Бугера сам Бугер. В те годы - 1729 год - не было ни фотошопа, ни камер, ни фотопластинок, и совершенно нетривиальной задачей было измерить интенсивность света. Бугер использовал для сравнения интенсивностей калиброванные свечи, но, честно говоря, я слабо себе представляю, как вообще можно было поставить такой эксперимент, и настолько точно все измерить. И Бугер, и Ламберт - действительно великие ученые ! Бер не столь известен, но эксперимент по зависимости поглощения от концентрации тоже далеко не прост в реализации и чрезвычайно полезен для практики.

Ограничения и условия применимости закона Бугера — Ламберта — Бера

Ограничения и условия применения метода Бугера-Ламберта-Фейта Согласно уравнению (3.1) зависимость оптической плотности от плотности графически представляется прямой линией, идущей от начала координат. Однако опыт показывает, что линейные отношения не всегда соблюдаются.

При практическом применении метода Бугера-Ламберта-Бера следует учитывать следующие ограничения: 1. Закон эффективен против монохроматического света. Чтобы отметить это ограничение, индексы вводятся в уравнение (3.1) и записываются в следующем формате: L = Ys. (3.2) Индекс X указывает, что значения A и b относятся к монохроматическому излучению на длине волны X. 2.

Если концентрация раствора относительно низкая, его показатель преломления остается таким же, как у чистого растворителя, и по этой причине не наблюдается никаких отклонений от закона. Изменения показателя преломления высококонцентрированных растворов могут вызвать отклонения от основного закона поглощения света. 3.

Температура во время измерения должна быть постоянной, по крайней мере, в пределах нескольких градусов. 4. Луч света должен быть параллельным. 5. Уравнение (3.1) наблюдается только в системах, где только один тип частиц является центром поглощения света. Если природа этих частиц изменяется из-за изменений концентрации, например, из-за кислотно-основных взаимодействий, полимеризации, диссоциации и т. Д.,

Вновь образованные частицы и исходные частицы обычно имеют одинаковый молярный коэффициент поглощения. Людмила Фирмаль

Образовательный сайт для студентов и школьников

Установить кюветы с поглощающим раствором и с дистиллированной водой в соответствующие гнезда на столике прибора. Отсчетные барабаны установить на 0 по красной шкале (полное раскрытие диафрагм). Поворотом наружного кольца, охватывающего кассету с фильтрами, поставить нужный фильтр на пути лучей света. Номер фильтра, поставленного в рабочее положение, читается в нижнем окне кассеты. Верхнее окно кассеты (закрытое заслонкой) предназначено для просмотра фильтров вместе с их номерами. Марка фильтра обозначена на его оправе. Работать следует с фильтрами марки М. Фильтр, маркированный отметкой М-72, пропускает свет с длиной волны 720 нм, отметка М-66 соответствует 660 нм и т.д. Порядковый номер фильтра обозначен цифрой над его оправой.

Вращением барабана, расположенного со стороны кюветы с водой, добиться одинаковой освещенности обеих половинок поля зрения и сделать отсчет по его красной шкале. Это измерение выполнить трижды, фиксируя значения Е₁`, Е₁`` ,Е₁```. В качестве Е₁ принять среднее арифметическое .

Поменять кюветы местами и выполнить указанные в пункте 2 измерения по второму барабану. При этом правый барабан должен стоять на отметке 0 (по красной шкале). Найти , затем вычислитьЕ по формуле (8). Данные занести в таблицу 1.

Сменить фильтр и, выполнив указанные в пунктах 2 и 3 манипуляции, определить поглощение для света с другой длиной волны. Такие измерения проделать со всеми фильтрами марки М, занося результаты в таблицу 1. По значениям, взятым из второй и последней колонки, построить график зависимости E=E().

Длина волны фильтра, нм

1-ое положение кювет

2-ое положение кювет

II. Определение неизвестной концентрации раствора

Выбрать в качестве рабочего фильтр, соответствующий максимальному поглощению (в соответствии с таблицей I).

Наполнить кювету раствором с неизвестной концентрацией C_x и определить поглощение E_x способом, описанным в I-ой части работы (пункты 2 и 3).

Полученные данные занести в таблицу 2.

Длина волны фильтра, нм

1-ое положение кювет

2-ое положение кювет

По формуле (7) вычислить концентрацию исследуемого раствора , гдеE_x и E – средние значения поглощений.

Вычислить относительную погрешность измерений по формуле

, приняв.

Величины оценить по шкале прибора.

Найти абсолютную погрешность

Записать окончательный результат

,  = .

Что такое поглощение света? В чем заключается закон Бугера-Ламберта-Бера?

Что такое поглощение (оптическая плотность) раствора? Как снимается кривая поглощения? Какой она имеет вид?

Что такое монохроматический свет? Для чего нужны светофильтры? Как нужно выбрать светофильтр для измерения концентрации и проверки закона Бера?

Объяснить ход лучей в фотометре Пульфриха.

Концентрации каких растворов можно определять фотометром Пульфриха? Почему в данном фотометре можно использовать только видимый свет?

Какими длинами волн ограничен видимый свет? Как по внешнему виду раствора узнать, поглощает он в видимой области или нет?

Чем объясняются цвета различных растворов?

1. Ландсберг Г.С. Оптика.- М: Наука, 1976.

2. Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н. Практикум по физике.- М: Высшая школа, 1965.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И

ДИСПЕРСИИ ЖИДКОСТИ РЕФРАКТОМЕТРОМ ИРФ-23

Цель работы : определить показатель преломления для света с различной длиной волны и дисперсию дистиллированной воды.

Приборы и принадлежности: рефрактометр ИРФ-23, ртутно-кадмиевая лампа, натриевая лампа, водородная трубка, источник питания, дистиллированная вода.

Оптическая схема рефрактометра дана на рис.1.

, (1)

откуда .

Преломленный под предельным углом луч падает внутри измерительной призмы на ее вторую грань и после вторичного преломления выходит из призмы под углом ₀, который определяется из соотношения

(2)

(Показатель преломления воздуха принимается равным 1). Исключая из этих двух уравнений угол ₀, получим формулу

(3).

Таким образом, показатель преломления исследуемой жидкости может быть определен по показателю преломления призмы и углу ₀.

В случае монохроматического света в поле зрения зрительной трубы будет наблюдаться одна спектральная линия (на рис. 1 эта линия ограничена лучами SиS₀). В случае сложного света (с дискретным спектром) в поле зрения будет несколько цветных линий, образованных лучами различных длин волн.

В данной работе требуется определить показатель преломления жидкости для различных длин волн. В качестве источника света, падающего на границу раздела жидкость – призма, берется натриевая, ртутно-кадмиевая или водородная лампа (по указанию преподавателя). В таблице 1 приводятся длины волн спектральных линий ртутно-кадмиевой (Hg-Cd), натриевой (Na) и водородной (H) ламп, а также соответствующие этим длинам волн значения показателя преломления призмы.

Длины волн излучения ртутно-кадмиевой, натриевой и водородной ламп и абсолютный показатель преломления материала призмы для этих длин волн.

Так как угол ₀будет наименьшим из всех возможных углов преломления лучей, вышедших из призмы, то та часть поля зрения зрительной трубы, которая расположена выше скользящего луча, будет темной, а ниже светлой. Следовательно, положение скользящего луча для каждой длины волны будет определять верхняя граница соответствующей спектральной линии. На эту границу следует наводить перекрестие нитей зрительной трубы.

Рефрактометр (см. рис.2) состоит из прямоугольной призмы (1) с наклеенным на нее цилиндром (2) для испытуемой жидкости. Для фокусировки и направления лучей на поверхность раздела двух сред – испытуемой жидкости и прямоугольной призмы – служит призма полного внутреннего отражения (3) и конденсор (4). Выходящий луч улавливают при помощи зрительной трубы (5), положение которой определяют по отсчетному микроскопу (6). Зрительная труба в различных положениях закрепляется неподвижным винтом (7). Более точную наводку трубы делают микровинтом (8). Кроме того, для определения поправки на нуль отсчета (см. ниже) имеется призма (9), вмонтированная в зрительную трубу, и осветитель (10). Положение зрительной трубы определяется по спиральной шкале микроскопа (см. рис. 3).

Чтобы произвести отсчет, необходимо маховичком а(рис. 2) подвести двойной виток спирали так, чтобы верхний градусный штрих, расположенный в зоне двойных витков, оказался точно посередине между линиями витка. Индексом для отсчета градусных делений шкалы служит нулевой штрих неподвижной шкалы десятых долей градуса.

Для определения угла выхода скользящего луча ₀(рис. 1) необходимо навести оптическую ось объектива зрительной трубы сначала перпендикулярно грани призмы, а затем на верхнюю границу выбранной спектральной линии, производя соответствующие отсчеты по лимбу. Разность отсчетов даст искомый угол₀.

Отсчет по лимбу, при котором ось зрительной трубы перпендикулярна грани призмы, в идеально отъюстированном приборе должен быть равен нулю.

Измерение угла выхода скользящего луча.

На практике прикрепить шкалу к зрительной трубе идеально (с точностью до десятитысячных долей градуса) не удается. Поэтому при указанном на рис.4 положении измерительный микроскоп показывает некоторый уголТ₀, называемый поправкой на нуль. При измерении угла₀эту нулевую поправкуТ₀нужно вычитать из показаний шкалыТ. Нулевая поправка определяется с помощью специального автоколлимационного приспособления. В окулярной части зрительной трубы сделано маленькое отверстие, против которого помещена призма полного внутреннего отраженияQ. Лучи от специальной лампочки падают на призмуQ, испытывают полное внутреннее отражение и освещают перекрестие визирных нитей. Так как нити находятся в главной фокальной плоскости объектива зрительной трубы, то свет от освещенных нитей выйдет из объектива параллельным пучком. Отразившись от грани призмыI, этот пучок снова попадет в зрительную трубу и соберется в фокальной плоскости объектива так, что рядом с нитями будет видно их изображение.

Рис.5. Поле зрения при измерении поправки Т₀.

Если оптическая ось объектива зрительной трубы перпендикулярна к грани призмы, то свет после отражения пройдет по тому же направлению, что и до этого, и изображения нитей совпадут самими нитями (рис.5а) или окажутся расположенными симметрично им (рис. 5б).

Поворачивая зрительную трубу, добиваются того, чтобы изображение нитей совпало с самими нитями или было симметрично им. Грубые перемещения трубы производят рукой, беря ее за колодку и отпустив зажимной винт (7). Примерно совместив нити с их изображениями, закрепляют зажимной винт и окончательное перемещение трубы делают с помощью микрометрического винта (8). Произведя отсчет, находят поправку на положение нуля Т₀.

Перед отсчетом зрительную трубу рекомендуется отфокусировать вращением окуляра.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с прибором и отсчетным устройством измерительного микроскопа.

2. Определить поправку на нуль отсчета Т₀с помощью автоколлимационной схемы 4-5 раз, вычислить приближенной значениеТ₀и абсолютную погрешностьТ₀. Данные занести в таблицу 2.

Положение зрительной трубы при определении поправки на нуль и измерений преломления на заданных длинах волн.

Зако́н Бугера — Ламберта — Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде.

Закон выражается следующей формулой:

$I(l) = I_o e^<-k_<\lambda></p> <p>l>$
,

где I₀ — интенсивность входящего пучка, l — толщина слоя вещества, через которое проходит свет, k_λ — показатель поглощения (часто неправильно именуется коэффициентом поглощения).

Показатель поглощения характеризует свойства вещества и зависит от длины волны λ поглощаемого света. Эта зависимость называется спектром поглощения вещества.

История открытия закона

Закон Бугера — Ламберта — Бера экспериментально открыт французским учёным Пьером Бугером в 1729 году, подробно рассмотрен немецким учёным И. Г. Ламбертом в 1760 году и в отношении концентрации C проверен на опыте немецким учёным А. Бером в 1852 году.

Поглощение света растворами

Для растворов поглощающих веществ в непоглощающих растворителях показатель поглощения может быть записан как

$~k_\lambda = \chi_\lambda C$

$~\chi_\lambda$

где — коэффициент, характеризующий взаимодействие молекулы поглощающего вещества со светом длины волны λ, C — концентрация растворённого вещества.

Утверждение, что χ_λ не зависит от C , называется законом Бера (не путать с законом Бэра). Его смысл состоит в том, что способность молекулы поглощать свет не зависит от состояния других окружающих молекул. Однако наблюдаются многочисленные отклонения от этого закона, особенно в случае больших концентраций C .

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Закон Бугера — Ламберта — Бера" в других словарях:

закон Бугера-Ламберта-Бера — – основной закон светопоглащения, согласно которому оптическая плотность пропорциональна толщине поглощающего слоя и концентрации вещества в этом слое. Словарь по аналитической химии [3] … Химические термины

Закон Бугера-Ламберта-Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде. Закон выражается следующей формулой: , где I0 интенсивность входящего пучка, l толщина слоя вещества, через… … Википедия

Закон Бугера - Ламберта - Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде. Закон выражается следующей формулой: , где I0 интенсивность входящего пучка, l толщина слоя вещества, через… … Википедия

Закон Бугера — Ламберта — Бера физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде. Закон выражается следующей формулой: , где I0 интенсивность входящего пучка, l толщина слоя вещества, через… … Википедия

Закон Бугера — Закон Бугера Ламберта Бера физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде. Закон выражается следующей формулой: , где интенсивность… … Википедия

Закон Бугера - Ламберта – Бера — Beer Lambert Law Закон Бугера Ламберта – Бера Определяет постепенное ослабление параллельного монохроматического (одноцветного) пучка света при распространении его в поглощающем веществе … Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. - М.

Бера-Ламберта закон или Бугера-Бера-Ламберта закон — Бера Ламберта закон, или Бугера Бера Ламберта закон * Бера Ламберта закон, альбо Бугера Бера Ламберта закон * Beer lambert law or Bougert Beer lambert law физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при… … Генетика. Энциклопедический словарь

закон — • закон Авогадро закон Бугера Ламберта Бера закон Гесса … Химические термины

Бугера — Ламберта — Бера закон — Закон Бугера Ламберта Бера физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде. Закон выражается следующей формулой: , где I0 интенсивность входящего пучка, l толщина… … Википедия

Закон Бера — Закон Бугера Ламберта Бера физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде. Закон выражается следующей формулой: , где I0 интенсивность входящего пучка, l толщина… … Википедия

Читайте также: