Тема- Технологія формних процесів ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИЧНОЇ ГУСТИНИ ТА ПОКАЗНИКА ПОГЛИНАННЯ ПРОЗОРИХ МАТЕР
Работа добавлена на сайт samzan.net:
PAGE 3
Л А Б О Р А Т О Р Н А Р О Б О Т А № 4
Тема: Технологія формних процесів
ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИЧНОЇ ГУСТИНИ ТА ПОКАЗНИКА ПОГЛИНАННЯ ПРОЗОРИХ МАТЕРІАЛІВ (ФОТОФОРМ) ФОТОМЕТРИЧНИМ МЕТОДОМ.
Мета роботи: вивчення основних методів знаходження параметрів прозорих матеріалів фотоформ
Завдання роботи:
1. Ознайомитися з теорією по визначенню оптичних констант прозорих матеріалів.
2. Ознайомитися з принципом дії лабораторної установки, її оптичною та функціональною схемами.
3. Визначити показник поглинання заданого оптичного матеріалу та оптичну густину для вибраної довжини хвилі видимого діапазону.
Обладнання і матеріали: фотометр типу Пульфріха, досліджувані зразки, інженерний мікрокалькулятор.
Коротка теоретична частина
Первинним ефектом дії світла на фотошар – утворення прихованого зображення, яке супроводжується незначними змінами в мікрокристалах у вигляді центрів проявлення, що не дозволяє використовувати, доступні в практиці сенситометрії фізико-хімічні методи.
Після проявлення (значного збільшення первинного ефекту), виникає видиме потемніння, яке дуже легко може бути виміряно. Це потемніння аналогічно розподілу яскравості, то кількісно ступінь потемніння – важлива перша фотографічна величина. Це є кількісна характеристика фотошарів світлочутливих матеріалів, не лише срібло містких, але й безсрібних.
Відповідна методика – денситометрія (dense - густий), є важливою для всієї сукупності фотографічних процесів реєстрації інформації.
Фотографічне потемніння можна було виміряти по кількості відновленого металічного срібла методами хімічного аналізу.
Але найбільш досконалим методом є оптичний метод, який зв’язаний з визначенням ступеня світло поглинання проявленого потемніння, з використанням величини оптичної густини пропорційний поверхневій концентрації срібла.
При падінні направленого світлового пучка, потужністю , на плоскопаралельну пластинку, деяка його частина відбивається, деяка пропускається, а ще інша поглинається. Згідно із законом збереження енергії
. (1)
Розділивши ліву та праву частини цього рівняння на , отримуємо
(2)
Відношення - носить назву спектрального коефіцєнта відбивання для пластинки, - спектрального коефіцєнта пропускання для неї, - спектрального коефіцієнта поглинання.
Отже,
. (3)
На практиці можна виміряти величини і , а тоді отримується як
(4)
Реально, в прозорій пластинці, паралельний пучок буде багаторазово перевідбиватися між обмежуючими її поверхнями, тому результуючий коефіцєнт відбивання запишеться
, (5)
а коефіцєнт пропускання
. (6)
В цих формулах - це є коефіцєнт відбивання на границі поділу повітря-матеріал пластинки і він рівний (при приблизно перпендикулярному падінні променів пучка на пластинку):
, (7)
де n - показник заломлення речовини пластинки відносно повітря; - коефіцєнт пропускання матеріалу пластинки, товщиною l, який визначається за формулою
(8)
В оптиці ця формула називається законом Бугера. Величина k в ній має розмірність 1/см, 1/мм, т.п. і носить назву показника поглинання матеріалу. Він визначається фізичними властивостями оптичного матеріалу і є поряд з показником заломлення, основним його оптичним параметром.
Оскільки значення для слабопоглинаючих матеріалів (діелектриків) є незначним, то наближено із формули (6) з врахуванням (8) маємо:
,
звідки
. (9)
Формула (9) і лежить в основі визначення величини k фотометричним методом.
В загальній формі закон Бугера-Ламберта-Бера для фотографування записується
(10)
Тут С – концентрація речовини, що поглинає, l – довжина шляху, яке проходить світло у шарі, що поглинає, d – десятковий молярний коефіцієнт поглинання світла.
Це співвідношення використовується для монохроматичного світла і для білого при умові нейтральності світлопоглинаючого середовища.
З цього виразу при постійності товщини шару вивчаємого середовища l=1, можна отримати похідні величини, які використовуються для характеристики поглинаючої здатності фотографічних потемнінь:
- прозорість (коефіцієнт пропускання), ; (11)
- непрозорість (коефіцієнт потемніння) ; (12)
- оптична густина . (13)
Коефіцієнти поглинання – сталі величини, які не залежать від концентрації, товщини та інтенсивності випромінювання, але вони залежать від довжини хвилі, якою опромінюється речовина.
Величина D є різною в залежності від способу опромінення фотографічного потемніння.
Оптична густина суміші набору речовин визначається як
, тобто виконується принцип адитивності.
Закон Бугера-Ламберта-Бера добре описує галогенні середовища, якщо є колоїдні розчини або суміші, то спостерігаються відхилення, які викликані світлорозсіюванням.
Світлорозсіюючі середовища також різні, оскільки в них різний характер розсіювання світлового потоку. Описується такий розподіл за допомогою індикатриси розсіювання, яка будується у вигляді полярної діаграми індикатриси:
а) ідеальний дифузор;
б) ідеальний дифузор + фотографічне потемніння;
в) матове скло;
г) проявлений емульсійний шар (напіврозсіююче скло).
Для напіврозсіюючих середовищ (в, г) важко вимірювати оптичну густину потемніння, оскільки тут є напрямлене пропускання, і необхідно враховувати розсіяне світло.
Якщо світлочутливий елемент розташувати біля шару, то можна оцінити весь пропущений шаром світловий потік Ф1 ; якщо ж фотоелемент розташовується на значних відстанях від шара, то вимірюється лише напрямлена частина світлового потоку Ф2. Тоді коефіцієнт потемніння буде різним:
. (14)
D1 – весь потік, D2 – напрямлений потік.
Оптична густина мутного середовища (фотографічне потемніння) буде залежати від способу виміру пропущеного шаром світлового потоку.
При врахуванні всього пропущеного потоку оптична густина – дифузна оптична густина, яка позначається Dнепар; при вимірі пропущеного потоку, по напрямку, що збігається з першопочатковим, оптична густина – регулярна і позначається D║, при цьому D║ > Dнепар.
Dнепар→ а), б) – вимір дифузної оптичної густини;
D║→ в) вимір регулярної оптичної густини.
а) – паралельний пучок падає перпендикулярно до поверхні, для виміру проявленого світла і вимірюється пропущене світло; Dнепар
б) – вимірюється розсіяне світло, вимірюється потік, перпендикулярний до поверхні шару; Dнепар
в) – пучок, перпендикулярний до поверхні почорніння, а вимірюється та частина пропущеного D║ випромінювання, що зберігає початковий напрямок (величина Dнепар~ поверхневій концентрації проявленого срібла, Dнепар=dC, залежно від числа зерен срібла).
Експериментальна установка.
Для вимірювання коефіцієнту пропускання в роботі використовується фотометр типу Пульфріха, зовнішній вигляд якого показаний на рис.1, а функціональна схема на рис.2
Рис.1. Зовнішній вигляд фотометра типу Пульфріха.
Рис.2. Функціональна схема фотометра типу Пульфріха.
Як джерело випромінювання в фотометрі Пульфріха вибрана звичайна лампочка розжарення S зі спіраллю. Два однакових пучки направленого випромінювання отримуються за допомогою дзеркал z1 і z2 та конденсорів О1 і О2. Розсіювачі Е1 і Е2 забезпечують досить однорідні по перерізу пучки світлового поля як в площині досліджуваних об’єктів М1 і М2, так і в площині змінних по перерізу діафрагм D1 і D2. За допомогою об’єктивів Об1 і Об2 і двох паралелепіпедних призм, зображення розсіювачів формуються в площині перерізу біпризми Р. Поля біпризми розглядаються за допомогою окуляра Ок візуально, в окулярі видно два півкола, які межують вздовж тонкої вертикальної лінії. Кожний з півкіл відповідає одному з оптичних пучків, а лінія поділу є зображенням ребра біпризми Р. Перед окуляром розміщено патрон з барабаном, в якому закріплено 11 світлофільтрів F для виділення вузьких спектральних інтервалів. Довжина хвилі, якій відповідає максимальне значення пропускання світлофільтра, носить назву ефективної довжини хвилі еф. Довжини хвиль наведені в таблиці.
|
№ фільтра |
шифр фільтра |
еф, нм |
|
1 |
М-72 |
722 |
|
2 |
М-66 |
665 |
|
3 |
М-61 |
619 |
|
4 |
М-57 |
573 |
|
5 |
М-53 |
531 |
|
6 |
М-50 |
503 |
|
7 |
М-47 |
470 |
|
8 |
М-43 |
422 |
|
9 |
С-Фраунгоф. |
656,3 |
|
10 |
D-Фраунгоф. |
589,3 |
|
11 |
F-Фраунгоф. |
486,1 |
Вікно з номером 12 є вільним від фільтрів. Розміщуючи це вікно перед окуляром, поле зору стає не кольоровим.
Інтенсивність полів в окулярі можна змінювати за допомогою барабанів Б1 і Б2. Їх шкали проградуйовані в значеннях коефіцєнту пропускання (чорна шкала) і оптичної густини (червона шкала). В роботі вимірюється значення пропускання середовища пластинки, тому використовується чорна шкала, із зміною в межах від 0% (діафрагми повністю закриті) до 100% (діафрагми максимально відкриті).
Порядок виконання роботи
1. Перед окуляром встановлюють вікно №12 вільне від фільтру. Обидва барабани (Б1 та Б2) виставляють на 100% пропускання. Тоді яскравість обох напівкіл в полі зору окуляра повинна бути однаковою. Якщо цього немає, то за допомогою лаборанта забезпечують цю рівність, шляхом юстування джерела випромінювання і всього приладу.
2. Поміщають в лівий пучок променів досліджуваний об’єкт, а перед окуляром спектральний фільтр по вказівці викладача, повертають правий барабан до тих пір, доки не зрівняються яскравості полів зору в окулярі; при цій рівності знімають відлік по чорній шкалі правого барабану - це було значення пр1 коефіцєнту пропускання досліджуваної пластинки. Вимірювання пр повторюють 5 разів, знаходять його середнє значення
;
3. Встановлюють обидва барабана на 100% пропускання, розміщують досліджувану пластинку в правий пучок променів, а яскравість полів в окулярі зрівнюють по лівому барабану, отримують значення лів1. Аналогічно знімають п’ять вимірів лів і знаходять його середнє значення
;
4. Знаходять значення коефіцєнту пропускання досліджуваної пластинки для вибраної довжини хвилі по формулі
. (14)
5. За допомогою мікрометра вимірюють товщину l досліджуваного об’єкта і за формулою (9) розраховують k. Це буде показник поглинання для вибраної довжини хвилі для запропонованого матеріалу.
6. Аналогічно за пунктами 2,3, використовуючи червону шкалу барабанів, виміряти величину оптичної густини матеріалу об’єкта по лівій та правій шкалах. Знайти середнє значення оптичної густини (). Використовуючи співвідношення (13), отримати значення пропускання і порівняти з попередньо отриманим результатом за співвідношенням (14).
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
- Поясніть закон Бугера. Отримайте основні співвідношення.
- Пояснити поняття оптичної густини (в тому числі регулярної та дифузної).
- З’ясуйте будову фотометра типу Пульфріха, поясніть призначення всіх елементів, з’ясуйте хід променя через оптичні елементи.
- Опишіть властивості матеріалу, з якого виготовлюють фотоформи.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
Основна література
- Полянский Н.Н., Карташева О.А., Надирова Е.Б. Технология формных процессов: Учебник. – М.: МГУП, 2007.
- Жидецький Ю. Ц., Поліграфічне матеріалознавство: Підручник. - Л. : Світ, 2000.
- Поліграфічні матеріали: Підручник / За заг. ред. Е.Т. Лазаренка.- Львів: Афіша, 2001.
2. Оценка двигательного, нервного и речевого развития ребенка
3. М. Заяць протокол від ldquo;rdquo; 201 р
4. ~аза~стан к~п ~лтты мемлекет
5. а Ботсвана 90 дней Бразилия 90 дней Венесуэла 90 дней Вануату 30 дней Вьетнам 15 дней
6. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фармацевтичних наук
7. Реферат Здоровье человека и общество
8. Россия и Латинская Америка цивилизации пограничного типа и модернизация
9. УТВЕРЖДАЮ Руководите
10. 1 Древний Восток и античность
11. Защита территории от опасных природных процессов.html
12. Реферат- Мадагаскар
13. качество экономического роста не характеризуется ростом инвестиций в человеческий капитал увели
14. може призвести до захворювання чи зниження працездатності працюючого
15. Методика преподавания темы
16. Контрольная работа- Меры пресечения в уголовном процессе
17. на тему СМИСЛОВІ ПЕРЕЖИВАННЯ ПЕРШОКУРСНИКІВ І ЇХ АДАПТАЦІЯ ДО СТУДЕНТСЬКОГО БУТТЯ Вступ до вузу є для бі
18. Живая этика о женщине
19. Стратегическое планирование на примере ТОР-импекс
20. ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФГБОУ ВПО ВГУ Экономический факультет Кафедра эк