Ïîãëîùåíèå ñâåòà Èçìåðåíèå êîýôôèöèåíòîâ ïðîïóñêàíèÿ ïðîçðà÷íûõ îáðàçöîâ Èçìåðåíèÿ ïðîâîäÿò ñëåäóþùèìè òðåìÿ ñïîñîáàìè: 1. Ïðàâûé áàðàáàí óñòàíàâëèâàþò íà äåëåíèå 100 ïî ÷åðíîé øêàëå. Ñ ïîìîùüþ ëåâîãî áàðàáàíà óðàâíèâàþòñÿ ÿðêîñòè â ïîëå çðåíèÿ. Íàä ëåâûì îòâåðñòèåì ïðåäìåòíîãî ñòîëèêà ïîìåùàþò îáðàçåö, ïðè ýòîì ïðàâàÿ ïîëîâèíà ïîëÿ çðåíèÿ òåìíååò. Âðàùàÿ ïðà â ûé èçìåðèòåëüíûé áàðàáàí, äîáèâàþòñÿ ðàâåíñòâà ÿðêîñòåé îáåèõ ïîëîâèí ïîëÿ çðåíèÿ è áåðóò îòñ÷åò ïî ÷åðíîé øêàëå ïðà â îã î áàðàáàíà. Óñòàíîâêó íà ðàâåíñòâî ñëåäóåò ïðîèçâåñòè íåñêîëüêî ðàç è èç ïîëó÷åííûõ îòñ÷åòîâ îïðåäåëèòü ñðåäíåå àðèôìåòè÷åñêîå, êîòîðîå è áóäåò ïðåäñòàâëÿòü èñêîìîå çíà÷åíèå êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ îáðàçöà â ïðîöåíòàõ. 2. Ïðàâûé áàðàáàí óñòàíàâëèâàþò íà äåëåíèå 100 ïî ÷åðíîé øêàëå. Èññëåäóåìûé îáðàçåö ïîìåùàþò â ïðàâûé ïó÷îê ñâåòà. ßðêîñòè ïîëîâèí ïîëÿ çðåíèÿ óðàâíèâàþò ñ ïîìîùüþ ëå â îã î áàðàáàíà. Ïîñëå ýòîãî îáðàçåö âûíèìàþò è âîññòàíàâëèâàþò íàðóøåííîå ôîòîìåòðè÷åñêîå ðàâíîâåñèå âðàùåíèåì ïðà â îã î áàðàáàíà. Ñðåäíèé îòñ÷åò èç íåñêîëüêèõ äåëåíèé, âçÿòûõ ïî ÷åðíîé øêàëå ýòîãî áàðàáàíà, äàåò êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ äàííîãî îáðàçöà. 3. Ïðàâûé áàðàáàí óñòàíàâëèâàþò íà äåëåíèå 100 ïî ÷åðíîé øêàëå. Èññëåäóåìûé îáðàçåö ïîìåùàþò â ïðàâûé ïó÷îê ñâåòà è óðàâíèâàþò ôîòîìåòðè÷åñêèå ïîëÿ âðàùåíèåì ëå â îã î áàðàáàíà. Áåðóò íåñêîëüêî îòñ÷åòîâ è îïðåäåëÿþò èç íèõ ñðåäíåå çíà÷åíèå ïðîïóñêàíèÿ. Çàòåì ïåðåêëàäûâàþò îáðàçåö èç ïðàâîãî ïó÷êà â ëåâûé è ïîâòîðÿþò èçìåðåíèÿ, ïðè÷åì òåïåðü ëåâûé áàðàáàí óñòàíàâëèâàþò íà öèôðå 100. Îòñ÷åòû, ñîîòâåòñòâóþùèå ôîòîìåòðè÷åñêîìó ðàâíîâåñèþ, áåðóò â ýòîì ñëó÷àå ïî ïðà â îìó áàðàáàíó. Äàëåå íàõîäÿò èñêîìûé êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ: T = T1T2. (10) Åñëè æå ïîëüçîâàòüñÿ øêàëîé îïòè÷åñêèõ ïëîòíîñòåé, òî ïî ôîðìóëå D = (D1 + D2) (11) îïðåäåëÿþò ñðåäíåå çíà÷åíèå îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè. Çàäà÷à Èçìåðèòü ïðîïóñêàíèå è îïòè÷åñêóþ ïëîòíîñòü ïðèëîæåííîãî îáðàçöà âñåìè òðåìÿ ìåòîäàìè äëÿ êàæäîãî èç âîñüìè óçêîïîëîñíûõ ñâåòîôèëüòðîâ (ñ 1 äî 8) è ãðàôè÷åñêè ïîñòðîèòü çàâèñèìîñòü îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè è êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ îò äëèíû âîëíû ñâåòà, òî åñòü ñïåêòðàëüíóþ õàðàêòåðèñòèêó îáðàçöà. Äëèíû âîëí, ïðîïóñêàåìûõ ñâåòîôèëüòðàìè, äàíû â òàáë.1. Òàáëèöà Íîìåð ñâåòîôèëüòðà 1 2 3 4 5 6 7 Äëèíà âîëíû, íì 726 665 619 574 533 496 465 Ôîòîýëåêòðè÷åñêèé êîëîðèìåòð ÔÝÊ-56ÏÌ Â äàííîé ðàáîòå èñïîëüçóåòñÿ ôîòîýëåêòðè÷åñêèé êîëîðèìåòð òèïà ÔÝÊ–56ÏÌ, íà êîòîðîì ïðîèçâîäÿò èçìåðåíèÿ èíòåíñèâíîñòåé ñâåòîâûõ ïîòîêîâ ñ ïîìîùüþ ôîòîýëåìåíòîâ. Áëàãîäàðÿ ýòîìó èñêëþ÷àþòñÿ ñóáúåêòèâíûå îøèáêè, îáóñëîâëåííûå Ôîòîìåòðû ÔÝÊ-56ÏÌ è ÔÌ-èíäèâèäóàëüíûìè îñîáåííîñòÿìè ãëàç ðàçëè÷íûõ íàáëþäàòåëåé è èìåþùèå ìåñòî ïðè ðàáîòå íà âèçóàëüíûõ ïðèáîðàõ. Öåëüþ ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ èññëåäîâàíèå çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ è îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè îò äëèíû âîëíû äëÿ ðàñòâîðà èçâåñòíîé êîíöåíòðàöèè è îïðåäåëåíèå íåèçâåñòíîé êîíöåíòðàöèè ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèé îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè. Îïèñàíèå è ïðèíöèï äåéñòâèÿ ïðèáîðà ÔÝÊ-56ÏÌ Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà ïðèáîðà ïðèâåäåíà íà ðèñ.4,à, à âíåøíèé âèä - íà ðèñ. 4,á. Ñâåòîâîé ïó÷îê îò èñòî÷íèêà ñâåòà 1, ïðîéäÿ ÷åðåç ñâåòîôèëüòð 2, ïîïàäàåò íà ïðèçìó 3, êîòîðàÿ äåëèò ïó÷îê íà äâà: ëåâûé è ïðàâûé. Òàê êàê èñòî÷íèê ñâåòà ïîìåùåí â ôîêóñå ëèíç 4, òî ñâåò, ïðîéäÿ ÷åðåç ëèíçû è îòðàçèâøèñü îò çåðêàë 5, âûõîäèò ïàðàëëåëüíûìè ïó÷êàìè. Äàëåå ïó÷êè èäóò ÷åðåç êþâåòû 6 è ïîïàäàþò íà ëèíçû 8, â ôîêàëüíûõ ïëîñêîñòÿõ êîòîðûõ ïîìåùåíû ìàòîâûå ñòåêëà 9, à çà íèìè ñóðüìÿíîöåçèåâûå ôîòîýëåìåíòû 10.  ïðàâûé ñâåòîâîé ïó÷îê ìîãóò ïîìåùàòüñÿ ïîñëåäîâàòåëüíî êþâåòû ñ ðàñòâîðîì è ðàñòâîðèòåëåì. Ðàçäâèæíàÿ äèàôðàãìà 7, ðàñïîëîæåííàÿ â ïðàâîì ïó÷êå ñâåòà, ïðè âðàùåíèè ñâÿçàííîãî ñ íåé ïðàâîãî áàðàáàíà, ìåíÿåò ñâîþ ïëîùàäü è òåì ñàìûì ìåíÿåò âåëè÷èíó ñâåòîâîãî ïîòîêà, ïàäàþùåãî íà ïðàâûé ôîòîýëåìåíò. Ðàçäâèæíàÿ äèàôðàãìà 11 ðàñïîëîæåíà â ëåâîì ïó÷êå è ñëóæèò äëÿ îñëàáëåíèÿ ñâåòîâîãî ïîòîêà, ïàäàþùåãî íà ëåâûé ôîòîýëåìåíò 10. Âåëè÷èíà ôîòîòîêà ïðîïîðöèîíàëüíà âåëè÷èíå ñâåòîâîãî ïîòîêà, ïàäàþùåãî íà ôîòîýëåìåíò.  ïðèáîðå èñïîëüçóåòñÿ êîìïåíñàöèîííûé ìåòîä, îñíîâàííûé íà óðàâíèâàíèè ñâåòîâûõ ïîòîêîâ â ïðàâîì è ëåâîì "ïëå÷àõ" ïðèáîðà. Ðèñ.4. Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà è âíåøíèé âèä ôîòîýëåêòðè÷åñêîãî êîëîðèìåòðà ÔÝÊ-56ÏÌ Ïîãëîùåíèå ñâåòà Ïðàâûé ñâåòîâîé ïó÷îê ÿâëÿåòñÿ èçìåðèòåëüíûì: à ëåâûé – êîìïåíñàöèîííûì. Åñëè èíòåíñèâíîñòü, òî åñòü ïëîòíîñòü ñâåòîâîãî ïîòîêà, èçìåðèòåëüíîãî ïó÷êà óìåíüøèëàñü â “n” ðàç çà ñ÷åò ïîãëîùåíèÿ ñâåòà â èññëåäóåìîì âåùåñòâå, òî äëÿ óðàâíèâàíèÿ ñâåòîâûõ ïîòîêîâ íåîáõîäèìî óâåëè÷èòü ïëîùàäü äèàôðàãìû â êîìïåíñàöèîííîì ïó÷êå â òàêîå æå ÷èñëî ðàç. Èçìåðåíèå êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ Ò îñíîâàíî íà îïðåäåëåíèè îòíîøåíèÿ ñâåòîâûõ ïîòîêîâ – ïîëíîãî Ô0 è ïðîïóùåííîãî ÷åðåç èññëåäóåìóþ ñðåäó Ô: Ô T = 100%. Ô ëåâûé ñâåòîâîé ïó÷îê íà âñå âðåìÿ èçìåðåíèé ïîìåùàþò êþâåòó ñ ðàñòâîðèòåëåì. Äèàôðàãìà ëåâîãî ïëå÷à äîëæíà áûòü îòêðûòà.  ïðàâûé ñâåòîâîé ïó÷îê ïîìåùàþò òàêóþ æå êþâåòó ñ èññëåäóåìûì ðàñòâîðîì. Ðàçäâèæíàÿ äèàôðàãìà ïðàâîãî ïëå÷à ïîëíîñòüþ îòêðûòà (îòñ÷åò 100 ïî øêàëå êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ), ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ñâåòîâîìó ïîòîêó Ô0. Âñëåäñòâèå ïîãëîùåíèÿ èëè ðàññåÿíèÿ ñâåòà ðàñòâîðîì íà ïðàâûé ôîòîýëåìåíò áóäåò ïàäàòü ñâåòîâîé ïîòîê ìåíüøåé èíòåíñèâíîñòè, ÷åì íà ëåâûé ôîòîýëåìåíò, è ñòðåëêà ìèêðîàìïåðìåòðà, êîòîðûé âêëþ÷åí â äèàãîíàëü ìîñòà áàëàíñíîãî óñèëèòåëÿ ïîñòîÿííîãî òîêà, áóäåò îòêëîíÿòüñÿ îò íóëåâîãî ïîëîæåíèÿ. Âðàùàÿ áàðàáàí ëåâîé ðàçäâèæíîé äèàôðàãìû, óðàâíèâàþò âåëè÷èíó îáîèõ ñâåòîâûõ ïîòîêîâ, ïðè ýòîì ñòðåëêà ìèêðîàìïåðìåòðà óñòàíàâëèâàåòñÿ íà “0” (áàëàíñ ñõåìû). Çàòåì êþâåòà ñ ðàñòâîðîì â ïðàâîì ïëå÷å çàìåíÿåòñÿ òàêîé æå êþâåòîé ñ ðàñòâîðèòåëåì. Ïðè ýòîì ôîòîìåòðè÷åñêîå ðàâíîâåñèå âíîâü íàðóøàåòñÿ. Âðàùàÿ ïðàâûé áàðàáàí, óìåíüøàþò âåëè÷èíó ïðàâîãî ñâåòîâîãî ïîòîêà äî ïåðâîíà÷àëüíîé, ïðè ýòîì ñòðåëêà ìèêðîàìïåðìåòðà îïÿòü äîëæíà áûòü íà “0”. Ïîëó÷åííûå ïî øêàëå ïðàâîãî áàðàáàíà îòñ÷åòû áóäóò ñîîòâåòñòâîâàòü ïîòîêó Ô. Ýòè îòñ÷åòû äàþò íàì êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ â ïðîöåíòàõ è âåëè÷èíó îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè èññëåäóåìîãî ðàñòâîðà. Ïîðÿäîê âûïîëíåíèÿ ðàáîòû Äëÿ âûïîëíåíèÿ ðàáîòû âçÿòü ó ëàáîðàíòà òðè ðàñòâîðà ìåäíîãî êóïîðîñà â âîäå ñ èçâåñòíûìè êîíöåíòðàöèÿìè è îäèí ðàñòâîð íåèçâåñòíîé êîíöåíòðàöèè, à òàêæå òðè îäèíàêîâûõ êþâåòû: äâå èç êîòîðûõ çàïîëíèòü äèñòèëëèðîâàííîé âîäîé. Òðåòüÿ êþâåòà ïîñëåäîâàòåëüíî çàïîëíÿåòñÿ ðàñòâîðàìè â ñîîòâåòñòâèè ñ çàäàíèÿìè. Çàäàíèå 1. Èññëåäîâàòü çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà ïðîïóñêàíèÿ è îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè ðàñòâîðà ìåäíîãî êóïîðîñà â âîäå îò äëèíû âîëíû ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç ðàñòâîð èçëó÷åíèÿ.  êîìïëåêò ïðèáîðà ÔÝÊ-56ÏÌ âõîäèò áëîê ïèòàíèÿ è ñîáñòâåííî ýëåêòðè÷åñêèé êîëîðèìåòð. 1. Ïðîâåðèòü, ÷òîáû íà áëîêå ïèòàíèÿ òóìáëåð “ÑÖ-98”-“ÑÂÄ-120À” íàõîäèëñÿ â ïîëîæåíèè “ÑÖ-98”. 2. Ïåðåêðûòü øòîðêàìè ñâåòîâûå ïó÷êè, ïîñòàâèâ ðó÷êó «îòêð.» íà âåðõíåé ÷àñòè êîëîðèìåòðà â êðàéíåå ïðàâîå ïîëîæåíèå. 3. Âêëþ÷èòü áëîê ïèòàíèÿ ïðèáîðà â ñåòü 220  è äàòü ïðèáîðó ïðîãðåòüñÿ â òå÷åíèå 30 ìèí. 4. Óñòàíîâèòü «Ýëåêòðè÷åñêèé íóëü» ïðèáîðà. Äëÿ ýòîãî ðó÷êîé «íóëü», íàõîäÿùåéñÿ íà áîêîâîé ïàíåëè ïðèáîðà, óñòàíîâèòü ñòðåëêó ìèêðîàìïåðìåòðà íà «0». 5. Ðó÷êó «÷óâñòâ.» (íà òîé æå ñòîðîíå ïðèáîðà) ïîñòàâèòü â ñðåäíåå ïîëîæåíèå. Ôîòîìåòðû ÔÝÊ-56ÏÌ è ÔÌ-6. Óñòàíîâèòü èçìåðèòåëüíûé (ïðàâûé) è êîìïåíñàöèîííûé (ëåâûé) áîëüøèå áàðàáàíû â ïîëîæåíèå 100% ïðîïóñêàíèÿ (ïî ÷åðíîé øêàëå). 7. Îòêðûòü êðûøêó êþâåòíîãî îòäåëåíèÿ (íà âåðõíåé ÷àñòè ïðèáîðà). Óñòàíîâèòü â ëåâûé äåðæàòåëü êþâåòó ñ ðàñòâîðèòåëåì, à â ïðàâûå äåðæàòåëè êþâåòû ñ ðàñòâîðèòåëåì è ðàñòâîðîì êàêîé-ëèáî êîíöåíòðàöèè (íàïðèìåð, 7%). 8. Ââåñòè â ïðàâûé ñâåòîâîé ïó÷îê êþâåòó ñ ðàñòâîðîì ñ ïîìîùüþ ìàëîãî áàðàáàíà íà ïðàâîé ñòîðîíå ïðèáîðà. Çàêðûòü êðûøêó êþâåòíîãî îòäåëåíèÿ. 9.  ñâåòîâûå ïó÷êè ââåñòè ôèëüòð «3» (ìàëûé áàðàáàí íà ëåâîé áîêîâîé ñòåíêå ïðèáîðà). 10. Îòêðûòü øòîðêè êîëîðèìåòðà. Ïðè ýòîì ñòðåëêà ìèêðîàìïåðìåòðà îòêëîíèòñÿ èç íóëåâîãî ïîëîæåíèÿ. Ñêîìïåíñèðîâàòü ýòî îòêëîíåíèå êîìïåíñàöèîííûì (ëåâûì) áàðàáàíîì. 11. Âûâåñòè ïîâîðîòîì ìàëîãî áàðàáàíà (íà ïðàâîé ñòîðîíå ïðèáîðà) â ïðàâîå ïëå÷î êþâåòó ñ ðàñòâîðèòåëåì. Îòêëîíåíèå ñòðåëêè ñêîìïåíñèðîâàòü èçìåðèòåëüíûì (ïðàâûì) áàðàáàíîì. Ñíÿòü ïîêàçàíèÿ äëÿ ïðîïóñêàíèÿ Ò (÷åðíàÿ øêàëà) è îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè D (êðàñíàÿ øêàëà) ïî èçìåðèòåëüíîìó áàðàáàíó. 12. Âåðíóòü èçìåðèòåëüíûé áàðàáàí â ïîëîæåíèå 100% ïðîïóñêàíèÿ: à â ïðàâîå ïëå÷î ââåñòè êþâåòó ñ ðàñòâîðîì. 13. Ââîäÿ ïîñëåäîâàòåëüíî â ñâåòîâûå ïó÷êè ôèëüòðû «4» «8», ïðîâåñòè àíàëîãè÷íî èçìåðåíèÿ (ï.ï.9-12) äëÿ êàæäîãî ôèëüòðà. 14. Ïî ðåçóëüòàòàì èçìåðåíèé ïîñòðîèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòåé Ò è D îò äëèíû âîëíû (èñïîëüçóÿ òàáë.2). Òàáëèöà Íîìåð ñâåòîôèëüòðà 3 4 5 6 7 Äëèíà âîëíû, íì 400 440 490 540 582 Çàäàíèå 2. Èçìåðèòü îïòè÷åñêèå ïëîòíîñòè 3-õ ðàñòâîðîâ ñ èçâåñòíûìè êîíöåíòðàöèÿìè è îäíîãî ðàñòâîðà ñ íåèçâåñòíîé êîíöåíòðàöèåé. Íà îñíîâàíèè ýòèõ èçìåðåíèé ñ ïîìîùüþ ïîñòðîåíèÿ ãðàäóèðîâî÷íîãî ãðàôèêà îïðåäåëèòü íåèçâåñòíóþ êîíöåíòðàöèþ ðàñòâîðà. 1. Ïðè çàêðûòûõ øòîðêàõ êîëîðèìåòðà ïðîâåðèòü óñòàíîâêó íóëÿ (ñì. ï.4 çàäàíèÿ). 2. Äëÿ ðàáîòû âûáðàòü ôèëüòð, ïðè êîòîðîì èçìåðåííàÿ îïòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü èìååò çíà÷åíèå 0,3 0,5 è ìàëî çàâèñèò îò äëèíû âîëíû (ñì. ãðàôèê D îò â çàäàíèè 1). Ââåñòè â ñâåòîâûå ïó÷êè ýòîò ôèëüòð. 3. Ïîñëåäîâàòåëüíî óñòàíàâëèâàÿ â ïðàâîå ïëå÷î êþâåòó ñ ðàñòâîðàìè èçâåñòíûõ êîíöåíòðàöèé è íåèçâåñòíîé êîíöåíòðàöèè, ïðîâåñòè èçìåðåíèÿ îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè D äëÿ êàæäîãî èç ðàñòâîðîâ â ñîîòâåòñòâèè ñ ï.ï. 10, 11 çàäàíèÿ 1. 4. Ïîñòðîèòü ãðàäóèðîâî÷íûé ãðàôèê çàâèñèìîñòè îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè D ðàñòâîðà îò êîíöåíòðàöèè C %, ïî êîòîðîìó îïðåäåëèòü íåèçâåñòíóþ êîíöåíòðàöèþ ðàñòâîðà. Ïîñëå âûïîëíåíèÿ çàäàíèé âûêëþ÷èòü ïðèáîð è âåðíóòü ïðèíàäëåæíîñòè ëàáîðàíòó. Ïîãëîùåíèå ñâåòà Êîíòðîëüíûå çàäàíèÿ è âîïðîñû 1. Ñäåëàéòå âûâîä çàêîíà Áóãåðà. Ïîÿñíèòå ôèçè÷åñêèé ñìûñë è ãðàíèöû ïðèìåíèìîñòè äèôôåðåíöèàëüíîãî è èíòåãðàëüíîãî çàêîíîâ ïîãëîùåíèÿ ñâåòà. 2. Âî ñêîëüêî ðàç îñëàáëÿåòñÿ ïîòîê ñâåòà â ñëîå âåùåñòâà, åñëè îïòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü ðàâíà D 3. Íàðèñóéòå îïòè÷åñêóþ ñõåìó è îáúÿñíèòå ïðèíöèï äåéñòâèÿ ïðèáîðà ÔÝÊ-56ÏÌ (ÔÌ-56). Êàêèì ìåòîäîì â ïðèáîðå ÔÌ-56 ïîëå çðåíèÿ äåëèòñÿ íà äâå ÷àñòè Ëèòåðàòóðà 1. Ôðèø Ñ.Ý., Òèìîðåâà À.Â. Êóðñ îáùåé ôèçèêè. Ì.: Ôèçìàòèç, 1961. Ò.3. 2. Ëàíäñáåðã Ã.Ñ. Îïòèêà. Ì.: Íàóêà, 1976. 3. Ïåøêîâà Â.Ì., Ãðîìîâà Ì.È. Ïðàêòè÷åñêîå ðóêîâîäñòâî ïî ñïåêòðîôîòîìåðèè è êîëîðèìåòðèè. Ì.: Èçä-âî Ìîñê. Óí-òà, 1961. ÏÐÈËÎÆÅÍÈÅ Ýëåêòðîííàÿ ìîäåëü ïîãëîùåíèÿ ñâåòà Ïåðåìåííîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå âîëíû, ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ â äèýëåêòðèêå, ïðèâîäèò ýëåêòðîíû â àòîìàõ ê âûíóæäåííûì êîëåáàíèÿì.  ñâÿçè ñ ýòèì äèôôåðåíöèàëüíîå óðàâíåíèå êîëåáàíèé êàæäîãî ýëåêòðîíà, íàïðèìåð, ïî îñè x äîëæíî èìåòü âèä mx + m x + mn x = eE0 cost, (12) ãäå - êîýôôèöèåíò çàòóõàíèÿ êîëåáàíèé; = 2, - ÷àñòîòà ñâåòîâîé âîëíû; n – ñîáñòâåííàÿ öèêëè÷åñêàÿ ÷àñòîòà êîëåáàíèé ýëåêòðîíà â àòîìå. Âòîðîå ñëàãàåìîå â ëåâîé ÷àñòè óðàâíåíèÿ îïðåäåëÿåò ïîãëîùåíèå ýíåðãèè ñâåòîâûõ âîëí, ðàñïðîñòðàíÿþùèõñÿ â ñðåäå. Óðàâíåíèå (12) ìîæíî ïðåîáðàçîâàòü ê âèäó e ex + ex + nex = E0 cost, (13) m ãäå ex = px - äèïîëüíûé ìîìåíò àòîìà â íàïðàâëåíèè îñè x. Äëÿ ïðîñòîòû ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî âåñü ìîìåíò íàïðàâëåí ïî îñè x, òî åñòü e p + p + n p = E0 cost. (14) m Åñëè â 1 ñì3 èìååòñÿ N àòîìîâ, òî äèïîëüíûé ìîìåíò P åäèíèöû îáúåìà ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå ðàâåí P = pN. Óìíîæàÿ ëåâûå è ïðàâûå ÷àñòè óðàâíåíèÿ (14) íà N, ïîëó÷àåì e P + P + n P = N E0 cost. (15) m Ôîòîìåòðû ÔÝÊ-56ÏÌ è ÔÌ-Äëÿ óïðîùåíèÿ ðàñ÷åòîâ ïðîèçâåäåì âû÷èñëåíèÿ â êîìïëåêñíîé ôîðìå: E = E0eit, ãäå E0 = E0ei - êîìïëåêñíàÿ àìïëèòóäà; Å0 – âåùåñòâåííàÿ àìïëèòóäà; - íà÷àëüíàÿ ôàçà êîëåáàíèé: e P + P + n P = N E0eit. (16) m Ðåøåíèåì ýòîãî óðàâíåíèÿ ÿâëÿåòñÿ P = P0eit, ãäå P0 - àìïëèòóäà êîëåáàíèé äèïîëüíîãî ìîìåíòà åäèíèöû îáúåìà. Ïîäñòàâëÿÿ ýòî ðåøåíèå â óðàâíåíèå (16), íàéäåì e2 E P0 = N. (17) m -2 + i n Òàê êàê ìåæäó P è E ñóùåñòâóåò ñîîòíîøåíèå -1 n2 - P = E = E, (18) 4 ãäå è n - äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü è ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ (â äàííîì ñëó÷àå ýòè âåëè÷èíû êîìïëåêñíûå), òî äëÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ àìïëèòóäíûõ çíà÷åíèé ñïðàâåäëèâî âûðàæåíèå n2 - P0 = E0. (19) Ñðàâíèâàÿ (17) è (19), ïîëó÷èì: e4 N m n2 -1 =. (20) n -2 + i Êîìïëåêñíûé ïîêàçàòåëü ïðåëîìëåíèÿ ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå n = n - i. (21) Ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ âîëíîé ñëîÿ òîëùèíîé l åå óðàâíåíèå ïðèîáðåòàåò ñëåäóþùèé âèä: 2 2 nl t E = E0 exp l expi -, (22) - T c ãäå = cT – äëèíà âîëíû ñâåòîâîãî êîëåáàíèÿ â âàêóóìå. Åñëè òåïåðü ïîäñòàâèòü n èç (21) â (20), òî, îòäåëèâ äåéñòâèòåëüíóþ ÷àñòü îò ìíèìîé, ïîëó÷èì: e2 4 N n -() m n2 - -1 =, (23) 2 n -2 + () e2 N m k = =. (24) 4 2 n n -2 + () Ïîãëîùåíèå ñâåòà Çäåñü k - êîýôôèöèåíò ïîãëîùåíèÿ (ñì. ôîðìóëó (1)), à âåëè÷èíà õàðàêòåðèçóåò óìåíüøåíèå àìïëèòóäû ñâåòîâîé âîëíû (22) ïî ìåðå åå ðàñïðîñòðàíåíèÿ â ïîãëîùàþùåì âåùåñòâå. Èçëîæåííûé ðàñ÷åò ñïðàâåäëèâ äëÿ ðàçðåæåííûõ ãàçîâ, êîãäà ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóåò âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó àòîìàìè èëè ìîëåêóëàìè.
|