《玻璃的透光率》PPT课件.ppt

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 400760nm)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。由于原于结构不同电子跃迁的能 级不同。对可见光中不同波长的光便产生了选择 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。 一、实验原理 物质对单色的吸收可用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-KN 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 KN= CL -lgT= CL 或 I=I010-CL 此式即为BeerLambert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，它代表吸光物质在单位浓 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360800nm，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 50mm14mm2mm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)使比色器座处于空气空白校正位置，轻轻地将比色 器暗箱盖合上这时暗箱盖将光门挡板打开，光电 管受光、调节“100”电位器，使电表指针准确处 于100处： (5)放大器灵敏度有三档，是逐步增加的，其选择原则 是保证在能保校正时能良好地调节“100”电位器 。在能使指针至满度线的情况下，尽可能地采用灵 敏度较低的档，这样仪器将有更高的稳定性。所以 使用时一般置于“l”档，只有当灵敏度不够时再逐级 升高，但改变灵敏度后需重新校正“0”位及“100” 。 (6)按(3)，(4)步骤连续几次调“0”和“100”后无变动， 即可以进行测定。 (7)将待测试样推入光路，电流表指针所指示值即为 某波长光下的透过率T，或光密度A，其中A-lgT 。 (8)在单色光的波长为360800nm范围内、每隔20nm 测定试样透过率T、或光密度A。 四、实验结果 1)将实验测得的数据记录于表中。 2)将实验记录数据，以透过率T作纵坐标， 单色光波长(nm)为横坐标，用描点法做 出玻璃的透过光谱曲线。 五、注意事项 1. 若被测试样颜色太深， T值太低，A值太高时，电 表指示的读数有一定的误 差，可在空白校正及测定 时加设一块1E中性滤光片 进行校正。 2. 每换一个波长单色光时 ，必须校正零点和“100”。 看录象 721型分光光度