2. Методика измерения

В работе для изучения молекулярных спектров используется фотометр ФМ-58. Измерения проводятся визуальным методом.

Фотометр предназначен для определения коэффициентов пропускания (или плотности) твердых и жидких прозрачных сред. Приближенно на приборе могут быть замерены спектральные коэффициенты пропускания в видимой части спектра от 400 до 726 нм. Спектральные измерения можно производить весьма приближенно, так как светофильтры прибора пропускают довольно широкие участки спектра.

а) б)

Рис.2.1

Схема установки приведена на рис. 2.1 и состоит из фотометра ФМ-58 и питающего устройства. Источником излучения служит лампа накаливания с вольфрамовой спиралью. Свет от лампы, пройдя через два конденсатора, выходит из осветителя (1) двумя параллельными пучками. Корпус осветителя крепится на дуговом кронштейне, установленном на стойке штатива (2). Излучение падает на плоское зеркало (3), закрепленном в оправе на корпусе фотометра. Зеркало может вращаться вокруг горизонтальной оси, что необходимо для направления пучков света во входные отверстия фотометрической головки (4). Оптическая схема фотометрической головки приведена на рисунке 2.2.

Рис. 2.2

Два параллельных световых пучка, выходящих из осветителя, после их отражения от плоского зеркала проходят через измерительные диафрагмы (1; 2), объективы (3; 4), ромбические призмы (5; 6). Пучки выходят под углом друг к другу и попадают на бипризму (7). Бипризма сводит оба пучка к оси окуляра. Часть правого пучка, попадая на левую половину бипризмы, создает яркость левой половины поля зрения. Другая часть его, попадающая на правую половину бипризмы, отклоняется в сторону и поглощается внутри прибора. Левый же пучок создает яркость правой половины поля зрения. При выходе из окуляра (9) световые пучки попадают в глаз наблюдателя. В окуляр наблюдатель видит поле зрения в форме круга, разделенного линией на две половины, имеющие различную яркость (в общем случае).

Таким образом, яркость левой части поля зрения определяется световым потоком, проходящим через правую диафрагму, а яркость правой части поля зрения зависит от светового потока, проходящего через левую диафрагму. Если диафрагмы (1; 2) одинаково освещены и в одинаковой мере раскрыты, то яркости обеих полей зрения будут одинаковыми.

В дофокальном пространстве между ромбическими призмами (5; 6) и бипризмой (7) расположены светофильтры (8). Для визуального наблюдения спектров используются светофильтры № 2; 3; 4; 5; 6; 10; 11. Их длины волн в максимуме пропускания соответственно 440 нм, 490 нм, 540 нм, 582 нм, 597 нм, 665 нм; 726 нм, ширина пропускания фильтра 40 нм.

На измерительных барабанах (5) (рис.2.1), связанных с диафрагмами, нанесено отношение в процентах площади отверстия диафрагмы при данном ее раскрытии к площади при максимальном раскрытии, что определяет отношение интенсивностей этих потоков и может служить мерой коэффициента пропускания (или оптической плотности) прозрачного слоя. Коэффициентом пропускания образца называется отношение прошедшего через данный образец квантового потока к падающему на него световому потоку. На барабане нанесены две шкалы. Одна шкала – черная – называется шкалой светопропускания. На ней нанесены отклоненияв процентах. Другая шкала – красная – соответствует оптической плотности образца. Это величина, равная десятичному логарифму величины, обратной коэффициенту пропускания.

Фотометр дает возможность определить коэффициенты пропускания (оптическую плотность) прозрачных образцов в свете, выделяемом светофильтрами прибора и проследить, как изменяется эта величина в зависимости от длины волны падающего света (получить спектральную характеристику образца).