Контрольные вопросы

1. Что такое свет? Укажите диапазон видимого излучения.

2. В чем заключается свойство поперечности электромагнитных волн?

3. Какой свет называется линейно поляризованным? Поясните, приведите иллюстрацию.

4. Что такое естественный свет?

5. Для чего используются поляризаторы и анализаторы?

6. В чем заключается закон Малюса? Приведите формулу и объясните ее.

7. Как должны быть расположены плоскости поляризатора и анализатора, чтобы проходящий через них свет на экране, помещенном за анализатором, создавал максимальную и минимальную освещенности?

8. Как найти степень поляризации света? Приведите формулу и поясните ее.

9. В каком случае степень поляризации равна нулю и единице? В каком случае она принимает промежуточное между нулем и единицей значение?

10. Что такое светотерапия?

11. Какой свет испускается прибором «Биоптрон»? Для чего он используется?

12. Какое действие на клетки и ткани оказывает это излучение?

13. Какой вид должна иметь зависимость интенсивности прошедшего через анализатор света от ?

Используемая и рекомендуемая литература

1. Блохина, М.Е. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике / М.Е. Блохина, И.А. Эссаулова, Г.В. Мансурова. - М.: Дрофа., 2001. - 288 с. ( Раздел 7. стр. 230 -232).

2. Ремизов, А.Н. Медицинская и биологическая физика / А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко.- М.: Дрофа, 2003. - 558 с. ( Глава 20. § 20.1 стр. 365-367).

Дополнительная литература

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Волны. Оптика./ М.: Наука, 1998. - 256 с. (Часть 3. Глава 6. § 6.1 стр.188-192).

2. Саржевский А.М. Оптика. Том 2./ Минск: Изд-во "Университетское", 1986. - 319 с. (Раздел 6. Глава 17. стр.34 - 40).

Лабораторная работа № 17 концентрационная колориметрия

Цель работы: изучение метода фотометрического определения концентрации окрашенных растворов.

Задачи работы: 1) исследование зависимости опти­ческой плотности раствора от дли­ны волны; 2) исследование зависимости оптической плотности от концен­трации раствора; 3) определение неизвестной концентрации раствора.

Обеспечивающие средства: фотоэлектроколориметр, кюветы, растворы исследуемого вещества различной концентрации.

Теоретическая часть Закон поглощения света

Интенсивность света, распространяющегося в среде, уменьшается из-за поглощения и рассеяния его молекулами (атомами) вещества.

Уменьшение интенсивности является следствием взаимодействия световой волны с электронами вещества, в ре­зультате которого часть световой энергии передается электронам. Это явление получило название поглощения света.

Поглощением света называют ослабление интенсивности света при прохождении через любое вещество вследствие превращения световой энергии в другие виды энергии.

Установим закон поглощения света веществом.

Пусть через однородное вещество проходит пучок параллель­ных монохроматических лучей длиной волны . Выделим элемен­тарный участок слоя вещества толщиной dl (рис.1).

Рис.1

При прохождении света через такой участок его интенсивность ослабляется. Изменение интенсивности пропорционально ин­тенсивности падающего света и толщине слоя :

(1)

где - нату­ральный показатель поглощения, за­висящий от природы вещества и длины волны. Знак «—» в формуле 1 означает, что интенсивность света при прохождении через вещество уменьшается.

Найдем интенсивность света, прошедшего слой вещества толщи­ной , если интенсивность падающего света равна . Для этого проинте­грируем выражение (1), предва­рительно разделив переменные:

В результате интегрирования получим:

.

Откуда потенцируя, имеем:

, (2)

или

. (3)

Формула (3) выражает закон поглощения света Бугера. Он показывает, что интенсивность света уменьшается в геометрической прогрессии, если толщина слоя возрастает в арифметической прогрессии. Натуральный моно­хроматический показатель поглощения является величиной, обратной расстоянию, на котором интенсивность света ослабля­ется в результате поглощения в среде в е раз.

В случае, когда свет поглощается молекулами вещества, растворенного в практически не поглощающем растворителе, или молекулами газа, оказывается пропорциональным числу поглощающих молекул на единицу длины пути световой волны, т.е. пропорционален концентрации :

. (4)

Выражение (4) называется законом или правилом Бера. Коэффициент не зависит от концентрации и характерен для молекулы поглощающего вещества.

Закон Бера выполняется только для разбавленных растворов. В концентрированных растворах он нарушается вследствие взаимодействия между близко расположенными молекулами по­глощающего вещества.

Подставляя выражение (4) в формулу (3), получаем закон Бугера - Ламберта - Бера:

. (5)

В лабораторной практике закон Бугера – Ламберта - Бера обычно выражают через показательную функцию с основанием 10:

, (6)

где - молярный показатель поглощения.