玻璃的透光率
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实验七
玻璃透过率和光谱的测定
概
述
光通过玻璃时由于部分光能被玻璃 吸收，因此透过玻璃的光能有所降低。 玻璃吸收了光能以后，组成中某些 原子中的电子被激发，从较低的能级(E1) 跃迁到较高的能级 (E2) ，若二能级的能 量 差 (E2-E1) 等 于 可 见 光 ( 波 长 约 为 400~760nm) 的能量时，玻璃就呈现了颜 色。若二能级的能量差(E2- E1) 大于可见 光的能量时，玻璃一般是无色的。
一、实验原理
物质对单色的吸收可用Beer-Lambert定律予 以定量说明。 当一束强度为 I0 的单色光通过有色溶液时， 由于选择性吸收，透射光的强度减弱为 I ，透射 的强度随光路中吸光的质点数量的增多而减弱， 当光通过时，溶液中每一小份吸光质点dn都按一 定比值K吸收通过它的光量I中的一定分量dI，即
四、实验结果
1)将实验测得的数据记录于表中。 2)将实验记录数据，以透过率T作纵坐标， 单色光波长(nm)为横坐标，用描点法做 出玻璃的透过光谱曲线。
五、注意事项
1. 若被测试样颜色太深， T 值太低， A 值太高时， 电表指示的读数有一定 的误差，可在空白校正 及测定时加设一块 1E 中 性滤光片进行校正。 2. 每换一个波长单色光时， 必须校正零点和“ 100” 。 看录象
不同波长的光具有不同的颜色，其光量子的 能量也不相同。由于原于结构不同电子跃迁的能 级不同。对可见光中不同波长的光便产生了选择 性吸收，对某些波长的光吸收强，而对另一些波 长的光则吸收弱或不吸收，当自然白光照射有色 玻璃时，因选择性吸收而使透过玻璃的光的组成 发生了改变。有色玻璃所呈现的颜色实质上是被 吸收光的补色即透过光的颜色。因此透过光的波 长及数量决定了玻璃的颜色，纯度及亮度，是鉴 定有色玻璃的重要依据。 本实验采用721型分光光度计测定有色光学 玻璃在不同波长光照射下的透过率。
1
2
3 4
5 6
7 8 9 10
11 12 13
721型分光光度计光路图
1一光源灯； 2—聚光透镜； 3一色散棱镜； 4—准直镜； 5一保护玻璃；6一狭缝；7一反射镜；8一光拦 9—聚光透镜； 10—比色皿；11一光门；12一保护玻璃；13一光电管
(4)使比色器座处于空气空白校正位置，轻轻地将比色 器暗箱盖合上．这时暗箱盖将光门挡板打开，光电 管受光、调节“ 100 ％”电位器，使电表指针准确 处于100％处： (5)放大器灵敏度有三档，是逐步增加的，其选择原则 是保证在能保校正时能良好地调节“ 100 ％”电位 器。在能使指针至满度线的情况下，尽可能地采用 灵敏度较低的档，这样仪器将有更高的稳定性。所 以使用时一般置于“l”档，只有当灵敏度不够时再 逐级升高，但改变灵敏度后需重新校正“ 0” 位及 “100％”。 (6) 按 (3) ， (4) 步骤连续几次调“ 0” 和“ 100” 后无变动， 即可以进行测定。 (7) 将待测试样推入光路，电流表指针所指示值即为 某波长光下的透过率T，或光密度A，其中A＝-lgT。 (8) 在单色光的波长为 360~800nm 范围内、每隔 20nm
实际应用中为了方便，用 E 代表 -lgT ，称为 吸收度或消光值，若用 A 代表 -lgT ，则称为光密 度，E与A的物理意义完全相同。 E=CL 称为吸收系数，它代表吸光物质在单位浓 度及单位厚度的吸收度，是物质的特性常数，在 一定条件 (单色光的波长、溶剂、温度等)下是一 定值。 Beer-Lambert定律适用于可见光，紫外线和 红外线，还适用于溶液，气体和均质固体，但是 只适用于单色光，因为在混合的复色光下，物质 对不同波长的光吸收的程度是不同的。 根据Beer-Lambert定律．通过透光率与单色 光波长的关系——透射光谱曲线可鉴定有色玻璃 的颜色及确定合适的着色剂用量。
dI KI dn
当吸光质点的量从 0 增大到 N 时，透射光的 强度从I0减弱到I，将上式积分：
I
0
I I ' 0.434KN K N 得 lnHale Waihona Puke Baidu KN 或 lg I0 I0
N dI K dn 0 I
I=I0e-KN I=I010-K’N T=I/I0称为透光率，其值不大于1，常用百分数 表示。 N值与着色浓度C，光照截面S及光路长度(试样 厚度 )L 成正比， S 取其为定值。比例系数以 表示， 则 K´N´= CL -lgT= CL 或 I=I0· 10-CL 此式即为Beer—Lambert定律的表达式。
三、实验步骤
(一)试样制备 选择无缺陷的玻璃，试样切裁、研磨抛光后成 50mm×14mm×2mm片状试样，用酒精擦洗，并用镜 头纸擦净。 (二)测试步骤 (1)手持试样边缘，将其嵌入弹性夹内，并放入比色器 座内靠单色器一侧．用定位夹固定弹性夹，使其紧靠 比色器座壁： (2)在仪器尚未接通电源时，用电表校正螺丝调节电表 指针，使其在“0”刻度线上； (3)接通稳压电源，打开仪器开关，打开比色器暗盒盖， 将仪器灵敏度放在“ 1” 位。调节“ 0” ，电位器使电流 表指针在“ 0”刻度线上，仪表预热 20min后，旋转“” 旋纽选择需用的波长，用“ 0” 电位器使电表指针准确 处于“0”到度线上。
二、仪器装置
721 型分光光度计采用自准式光路，单光束方 法，波长范围为360—800nm，其光学系统如图所示。 由光源灯1发出的连续辐射光谱，射到聚光镜2 上会聚后再通过平面镜 7 转角 90°，反射到入射狭 缝 6 及单色器内，狭缝 6 正好位于球面准直镜 4 的焦 点平面上，当入射光经准直镜 4 反射后，以一束平 行光射向棱镜3(棱镜的背面镀铝)，光在棱镜中色散， 棱镜角处于最小偏向角，色散后的单色光在铝面上 反射，依原路至准直镜，再反射汇聚在狭缝上，经 光栏8调节光量，射到聚光镜9，聚光后进入比色皿 10中，透过试样到光电管 13，所产生的光电流大小 表示试样对相应波长光的透过率。转动分光光度计 棱镜 3 的角度，可调节射入狭缝的光的波长，以此 来选择单色光。
玻璃透过率和光谱的测定
概
述
光通过玻璃时由于部分光能被玻璃 吸收，因此透过玻璃的光能有所降低。 玻璃吸收了光能以后，组成中某些 原子中的电子被激发，从较低的能级(E1) 跃迁到较高的能级 (E2) ，若二能级的能 量 差 (E2-E1) 等 于 可 见 光 ( 波 长 约 为 400~760nm) 的能量时，玻璃就呈现了颜 色。若二能级的能量差(E2- E1) 大于可见 光的能量时，玻璃一般是无色的。
一、实验原理
物质对单色的吸收可用Beer-Lambert定律予 以定量说明。 当一束强度为 I0 的单色光通过有色溶液时， 由于选择性吸收，透射光的强度减弱为 I ，透射 的强度随光路中吸光的质点数量的增多而减弱， 当光通过时，溶液中每一小份吸光质点dn都按一 定比值K吸收通过它的光量I中的一定分量dI，即
四、实验结果
1)将实验测得的数据记录于表中。 2)将实验记录数据，以透过率T作纵坐标， 单色光波长(nm)为横坐标，用描点法做 出玻璃的透过光谱曲线。
五、注意事项
1. 若被测试样颜色太深， T 值太低， A 值太高时， 电表指示的读数有一定 的误差，可在空白校正 及测定时加设一块 1E 中 性滤光片进行校正。 2. 每换一个波长单色光时， 必须校正零点和“ 100” 。 看录象
不同波长的光具有不同的颜色，其光量子的 能量也不相同。由于原于结构不同电子跃迁的能 级不同。对可见光中不同波长的光便产生了选择 性吸收，对某些波长的光吸收强，而对另一些波 长的光则吸收弱或不吸收，当自然白光照射有色 玻璃时，因选择性吸收而使透过玻璃的光的组成 发生了改变。有色玻璃所呈现的颜色实质上是被 吸收光的补色即透过光的颜色。因此透过光的波 长及数量决定了玻璃的颜色，纯度及亮度，是鉴 定有色玻璃的重要依据。 本实验采用721型分光光度计测定有色光学 玻璃在不同波长光照射下的透过率。
1
2
3 4
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7 8 9 10
11 12 13
721型分光光度计光路图
1一光源灯； 2—聚光透镜； 3一色散棱镜； 4—准直镜； 5一保护玻璃；6一狭缝；7一反射镜；8一光拦 9—聚光透镜； 10—比色皿；11一光门；12一保护玻璃；13一光电管
(4)使比色器座处于空气空白校正位置，轻轻地将比色 器暗箱盖合上．这时暗箱盖将光门挡板打开，光电 管受光、调节“ 100 ％”电位器，使电表指针准确 处于100％处： (5)放大器灵敏度有三档，是逐步增加的，其选择原则 是保证在能保校正时能良好地调节“ 100 ％”电位 器。在能使指针至满度线的情况下，尽可能地采用 灵敏度较低的档，这样仪器将有更高的稳定性。所 以使用时一般置于“l”档，只有当灵敏度不够时再 逐级升高，但改变灵敏度后需重新校正“ 0” 位及 “100％”。 (6) 按 (3) ， (4) 步骤连续几次调“ 0” 和“ 100” 后无变动， 即可以进行测定。 (7) 将待测试样推入光路，电流表指针所指示值即为 某波长光下的透过率T，或光密度A，其中A＝-lgT。 (8) 在单色光的波长为 360~800nm 范围内、每隔 20nm
实际应用中为了方便，用 E 代表 -lgT ，称为 吸收度或消光值，若用 A 代表 -lgT ，则称为光密 度，E与A的物理意义完全相同。 E=CL 称为吸收系数，它代表吸光物质在单位浓 度及单位厚度的吸收度，是物质的特性常数，在 一定条件 (单色光的波长、溶剂、温度等)下是一 定值。 Beer-Lambert定律适用于可见光，紫外线和 红外线，还适用于溶液，气体和均质固体，但是 只适用于单色光，因为在混合的复色光下，物质 对不同波长的光吸收的程度是不同的。 根据Beer-Lambert定律．通过透光率与单色 光波长的关系——透射光谱曲线可鉴定有色玻璃 的颜色及确定合适的着色剂用量。
dI KI dn
当吸光质点的量从 0 增大到 N 时，透射光的 强度从I0减弱到I，将上式积分：
I
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I I ' 0.434KN K N 得 lnHale Waihona Puke Baidu KN 或 lg I0 I0
N dI K dn 0 I
I=I0e-KN I=I010-K’N T=I/I0称为透光率，其值不大于1，常用百分数 表示。 N值与着色浓度C，光照截面S及光路长度(试样 厚度 )L 成正比， S 取其为定值。比例系数以 表示， 则 K´N´= CL -lgT= CL 或 I=I0· 10-CL 此式即为Beer—Lambert定律的表达式。
三、实验步骤
(一)试样制备 选择无缺陷的玻璃，试样切裁、研磨抛光后成 50mm×14mm×2mm片状试样，用酒精擦洗，并用镜 头纸擦净。 (二)测试步骤 (1)手持试样边缘，将其嵌入弹性夹内，并放入比色器 座内靠单色器一侧．用定位夹固定弹性夹，使其紧靠 比色器座壁： (2)在仪器尚未接通电源时，用电表校正螺丝调节电表 指针，使其在“0”刻度线上； (3)接通稳压电源，打开仪器开关，打开比色器暗盒盖， 将仪器灵敏度放在“ 1” 位。调节“ 0” ，电位器使电流 表指针在“ 0”刻度线上，仪表预热 20min后，旋转“” 旋纽选择需用的波长，用“ 0” 电位器使电表指针准确 处于“0”到度线上。
二、仪器装置
721 型分光光度计采用自准式光路，单光束方 法，波长范围为360—800nm，其光学系统如图所示。 由光源灯1发出的连续辐射光谱，射到聚光镜2 上会聚后再通过平面镜 7 转角 90°，反射到入射狭 缝 6 及单色器内，狭缝 6 正好位于球面准直镜 4 的焦 点平面上，当入射光经准直镜 4 反射后，以一束平 行光射向棱镜3(棱镜的背面镀铝)，光在棱镜中色散， 棱镜角处于最小偏向角，色散后的单色光在铝面上 反射，依原路至准直镜，再反射汇聚在狭缝上，经 光栏8调节光量，射到聚光镜9，聚光后进入比色皿 10中，透过试样到光电管 13，所产生的光电流大小 表示试样对相应波长光的透过率。转动分光光度计 棱镜 3 的角度，可调节射入狭缝的光的波长，以此 来选择单色光。