玻璃7-玻璃的透光率.pptVIP

实验七玻璃透过率和光谱的测定 * 光通过玻璃时由于部分光能被玻璃吸收，因此透过玻璃的光能会有所降低。 玻璃吸收了光能以后，组成中某些原子中的电子被激发，从较低的能级(E1)跃迁到较高的能级(E2)。若二能级的能量差(E2-E1)等于可见光(波长约为400~760nm)的能量时，玻璃就呈现了颜色。若二能级的能量差(E2- E1) 大于可见光的能量时，玻璃一般是无色的。 概 述 * 不同波长的光具有不同的颜色，其光量子的能量也不相同。由于原子结构中不同电子跃迁的能级不同，对可见光中不同波长的光产生选择性吸收：对某些波长的光吸收强，而对另一些波长的光则吸收弱或不吸收。当自然白光照射有色玻璃时，因选择性吸收而使透过玻璃的光的组成发生了改变。有色玻璃所呈现的颜色实质上是被吸收光的补色即透过光的颜色。 因此，透过光的波长及数量决定了玻璃的颜色、纯度及亮度，是鉴定有色玻璃的重要依据。 本实验采用721型分光光度计测定有色光学玻璃在不同波长光照射下的透过率。 * 颜色的补色 * 一、实验原理 物质对单色光的吸收可用Beer-Lambert定律予以定量说明。 当一束强度为I0的单色光通过有色溶液时，由于选择性吸收，透射光的强度减弱为I，透射的强度随光路中吸光的质点数量的增多而减弱，当光通过时，溶液中每一小份吸光质点dn都按一定比值K吸收通过它的光量I中的一定分量dI，即 当吸光质点的量从0增大到N时，透射光的强度从I0减弱到I，将上式积分： * 得 或 I=I0e-KN I=I010-K′N T=I/I0称为透光率，其值不大于1，常用百分数表示。 N值与着色浓度C、光照截面S及光路长度(试样厚度)L成正比，S取其为定值。比例系数以?表示，则 K′N= ?CL ，即 -lgT= ?CL 或 I=I0·10-?CL 此式即为Beer—Lambert定律的表达式。 * 实际应用中为了方便，用E代表-lgT，称为吸收度或消光值，若用A代表-lgT，则称为光密度，E与A的物理意义完全相同。 E=?CL ?称为吸收系数，表示吸光物质在单位浓度及单位厚度的吸收度，是物质的特性常数，在一定条件(单色光的波长、溶剂、温度等)下是一定值。 Beer-Lambert定律适用于可见光、紫外线和红外线，还适用于溶液、气体和均质固体，但是只适用于单色光，因为在混合的复色光下，物质对不同波长的光吸收的程度是不同的。 根据Beer-Lambert定律，通过透光率与单色光波长的关系——透射光谱曲线，可鉴定有色玻璃的颜色及确定合适的着色剂用量。 * 二、仪器装置 721型分光光度计采用自准式光路，单光束方法，波长范围为360—800nm，其光学系统如图所示。 由光源灯1发出的连续辐射光谱，射到聚光镜2上会聚后再通过平面镜7转角90°，反射到入射狭缝6及单色器内，狭缝6正好位于球面准直镜4的焦点平面上，当入射光经准直镜4反射后，以一束平行光射向棱镜3(棱镜的背面镀铝)，光在棱镜中色散，棱镜角处于最小偏向角，色散后的单色光在铝面上反射，依原路至准直镜，再反射汇聚在狭缝上，经光栏8调节光量，射到聚光镜9，聚光后进入比色皿10中，透过试样到光电管13，所产生的光电流大小表示试样对相应波长光的透过率。转动分光光度计棱镜3的角度，可调节射入狭缝的光的波长，以此来选择单色光。 * 三、实验步骤 (一)试样制备 选择无缺陷的玻璃，试样切裁、研磨抛光后成50mm×14mm×2mm片状试样，用酒精擦洗，并用镜头纸擦净。 (二)测试步骤 (1)手持试样边缘，将其嵌入弹性夹内，并放入比色器座内靠单色器一侧．用定位夹固定弹性夹，使其紧靠比色器座壁； (2)在仪器尚未接通电源时，用电表校正螺丝调节电表指针，使其在“0”刻度线上； (3)接通稳压电源，打开仪器开关，打开比色器暗盒盖，将仪器灵敏度放在“1”位。调节“0” 电位器使电流表指针在“0”刻度线上，仪表预热20min后，旋转“?”旋纽选择需用的波长，用“0”电位器使电表指针准确处于“0”到度线上。 * (4)使比色器座