Учебный способ определения закона поглощения света Советский патент 1989 года по МПК G09B23/22 

Изобретение относите;; к об-части физического практикума по оптике и может быть использовано при нзучении курса общей физики в технических институтах.

Целью изобретения ишьче гея повышение точности эксперимента.

На фиг. I представлена оптическая схема опыта; на фиг. 2 кривая зависимости коэффициента ноглощения от концентрации поглотителя при различной степени эллиптичности потока.

Установка, реализующая способ, содержит источник 1 поляризованного света, который прогтускают через сосуд 2 с поглощающим газом 3 с переходами 1/2-1/2 в спектральной нолосе луча света. Силнттер А и отражатель 5 отводят часть светового потока. Фотоприемники 6 и 7 через усилители 8 и 9 подключены к блоку 10 индикации.

Изобрете П1е реализуется следующим образом.

Сиет эллиптической поляризации получают одним из известных способов. Затем пропускают его через кювету 2 с поглощающим газом 3 с переходами 1/2-1/2. Для простоты ограничимся рассмотрением простейшего нерехода 1/2- 1/2 лииии щелочных металлов в спектральной полосе зондирующего луча. Предварительно часть светового потока выводят из KaiifUia поглоцеш-.я с помощью силиттера 4 и отражателя 5 и для определения интенсивности направляют на фотоприемник 6. Hpoi ieAi Jin i через кювету 2 свет регистрируется фотоприемником 7, идентичным приенимку 6. При нулевой концентрании поглотителя сигналы нриемников 6 и 7 уравнивают ре- гулировко коэффициентов передачи усилителей 8 и 9 их вьп-;ог1ных сигналов. Момент выравнивания 1м:ри;и 1яют по индикатору 10. Изморенньи ко-м1 фициеН1ы передачи этих усилит1 - о;1 iii-iiKHMnuT равными единит-. При ..-ш и в кюве§

сл

ел

о ел ю

31

ту 2 поглотителя 3 баланс усашителей 7 и 9 нарушается. Для его восстановления коэффициент передачи должен быть скорректирован. Величина коррекции соответствует коэффициенту поглощения.

Предложенный опыт может быть реализован с помощью лазера, 3 качестве среды с 1/2 - 1/2 переходами могут быть взяты, например, пары щелочных Металлов.

Предлагаемый способ реализуют на интерферометре Релея, в одно иэ плеч которого вводят кювету с воздухом при атмосферном давлении, а через кювету второго плеча прокачивают регулируемую по составу смесь воздуха и паров Na при атмосферном давлении. Источником изначально линейно поляризованного света служит лазер на красителе, приемником - дифференциальное фптог.опротипление, Дпя создания эллиптической поляризации иа выходе лазера устанавливают фазовую пластинку. При измерениях без фазопой плас- тнпки зависимость интенсивности про- 1псдшего кюпсту первого плеча света от концентрации Na изменяется более чем в 2,5 раза. При установке фазо- BOII пластинки поглощение становилось меньгае, чем следует из закона Бугера причем отклонения достигают величины , что хорошо видно при построении графика экспериментальной зависимости.

Эффект отклонения закона поглощения от принятого по Бугеру объясняется явлением самонакачки атомов Na в эл1:иптически поляризованном свете.

170594

Введенные вещества вносят заранее неизвестные проводящему опыт (например, студенту) изменения в ход зависимости по сравнению с ожидаемой по закону Бугера, это дает возможность преподавателю проконтролировать тщательность выполнения учебного эксперимента и выявить подгонку под теорию, что значительно увеличивает эффективность обучения, за счет повышения точности эксперимента.

10

Формула изобретения

Учебный способ определения закона поглощения света, включающий создание направленного светового потока, измерение его интенсивности, введение в световой поток поглощающего вещества, измерение интенсивности прощедшего светового потока, вычисление экспериментальной кривой зависимости коэффициента поглощения от концентрации поглотителя и сравнение ее с теоретической кривой, отличающи й- с я тем, что, с целью повышения точности эксперимента, световой поток предварительно поляризуют с различной степенью эллиптичности, в поглощающее вещество вводят поляризаторы с различными коэффи1 ентами поляризации, вычисляют экспериментальную кривую зависимости коэффициента поглощения от концентрации поглотителя при различных степенях эллиптичности светового потока, а закон поглощения света определяют при совпадении полученной экспериментальной зависимости с теоретической.

Изобретение относится к обучающим устройствам по физике по курсу оптики. Целью изобретения является повышение эффективности обучения за счет увеличения точности эксперимента. Способ определения закона поглощения света включает создание направленного светового потока, введение в поглощающее вещество поляризаторов, с различными коэффициентами поляризации, поляризацию светового потока, измерение прошедшего через поглощающее вещество светового потока, вычисление экспериментальной зависимости и сравнение с теоретической. 2 ил.

сриг1

Редактор В.Бугренкова

Составитель В.Тюркин Техред А, Кравчук

Заказ 6395/53

Тираж 469

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.™ --. - - «.« - - - -- - - --. - - - -- - - - - ------ - - - - --- - - - -- - - - --- -- - - - -

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

±

0.5 фиг. 2

1 )

Корректор А.Обручлр

Подписное