Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Як світло послаблюється рідинами?
Коли світло проходить крізь речовину - байдуже, тверду чи рідку, - наприкінці воно зазвичай менш інтенсивне, ніж на початку.
Як саме світло послаблюється під час проходження крізь забарвлені рідини - закономірність для цього учні опрацьовують у цьому досліді.
Інформація для вчителів
Попередні знання
Спадання інтенсивності описує закон Ламберта - Бера:
= шлях крізь рідину; = специфічний для речовини коефіцієнт послаблення, залежить від довжини хвилі падаючого світла і від рідини.
Принцип
Для обчислення рівняння перетворюють:
Відсоткове спадання на одиницю довжини обчислюють за .
Отже, у цьому випадку інтенсивність спадає приблизно на 30 % на кожну кювету.
Вказівки щодо виконання
- З'ясувалося, що дослід із чорнилом Lamy не працює, бо розчин із часом ставав дедалі світлішим. Себе виправдали принтерне чорнило або харчовий барвник.
- Схема досліду порівняно чутлива до розсіяного випромінювання.
- Якщо виникають труднощі зі зчитуванням показів мультиметра, скористайтеся функцією HOLD.
- Не пересувайте установку під час вимірювання (фотодіод чутливий, тому й піпетка).
- Якщо вода надто темна, вимірювання ускладнюється (добрі результати при легкій каламуті)
- Щоб кювети не подряпалися надто швидко, радимо ставити всі чотири кювети в тримач одразу (поруч одна з одною)
- При цьому стежте за правильною орієнтацією, щоб рифлений бік був повернений назовні.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Схема досліду
Як світло послаблюється рідинами?
Коли світло проходить крізь речовину - байдуже, тверду чи рідку, - наприкінці воно зазвичай менш інтенсивне, ніж на початку.
Як саме світло послаблюється під час проходження крізь забарвлені рідини - закономірність для цього опрацюєте
Ви в цьому досліді.
www.giphy.com
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 2 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=600 мм, d = 10 мм | 02037-00 | 2 |
| 3 | Ковзна опора без кутової шкали | 09851-02 | 2 |
| 4 | Тримач діафрагм, накидний | 11604-09 | 2 |
| 5 | Макрокювета, PS, 4 мл, 100 шт. | 35663-10 | 4 |
| 6 | Універсальна лава | 09840-00 | 1 |
| 7 | Тримач кювет для універсальної лави | 09840-01 | 1 |
| 8 | Світлодіод - червоний, з послідовним резистором і гніздами 4 мм, на платі-носії | 09852-20 | 1 |
| 9 | Датчик світла з підсилювачем, з регулятором і гніздами 4 мм, на платі-носії | 09852-70 | 1 |
| 10 | Блок живлення, 5 В пост. струму | 09852-99 | 1 |
| 11 | Світлозахисний тубус для фотодіода | 09852-71 | 1 |
| 12 | Світлозахисний тубус для світлодіода, Dвн = 8 мм, l = 40 мм | 09852-01 | 1 |
| 13 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
| 14 | Цифровий мультиметр, 3 1/2 розрядний дисплей з NiCr-Ni термопарою | 07122-00 | 1 |
| 15 | З'єднувальний провідник, 750 мм, червоний | 07362-01 | 2 |
| 16 | З'єднувальний провідник, 750 мм, синій | 07362-04 | 2 |
Складання (1/3)
- Складання відповідно до рисунків праворуч
- Рифлені боки кювет мають бути повернені назовні.
- Вони не в ході променів!
Складання (2/3)
- Зсуньте частини на оптичній лаві так близько, щоб тубус світлодіода торкався кювет.
- Так само і тубус фотодіода має бути якомога ближче до останньої кювети.
- Наповніть кювету водою (еталон).
Складання (3/3)
- Під'єднайте світлодіод до блока живлення.
- Увага!, дотримайте правильної полярності!
- Під'єднайте фотодіод до блока живлення 5 В пост. струму і з'єднайте його з мультиметром (діапазон вимірювання понад 4 В).
Виконання (1/3)
Виконання досліду
- Наповніть лабораторний стакан приблизно 300 мл води і додайте краплю чорнила.
- Увага: забарвлення не має бути надто сильним!
- Еталонне вимірювання: налаштуйте блок живлення при наповнених водою кюветах так, щоб фотодіод був у чутливій області.
Виконання (2/3)
Виконання досліду - підсилювач
- Якщо регулювальне коліщатко підсилювача фотодіода повернуте до упору праворуч, вимірюється напруга щонайбільше близько 3,9 В.
- Запишіть виміряне значення для вимірювання з наповненими водою кюветами до таблиці 1 у протоколі.
- Заберіть піпеткою воду з кювети.
- Тієї, що стоїть найближче до світлодіода, і замініть її забарвленою водою.
Виконання (3/3)
- Запишіть виміряне значення на фотодіоді (таблиця 1).
- Повторюйте два останні кроки, доки всі кювети не будуть наповнені забарвленою водою.
Протокол
Завдання 1
Запиши напругу на фотодіоді!
www.giphy.com
Кількість Напруга на
забарвлених кювет фотодіоді, В
0
1
2
3
4
U0
U1
U2
U3
U4
Завдання 2
Отже, графік може мати такий вигляд:
Перетягни правильні слова в пропуски! Між кількістю наповнених чорнилом кювет і ____ на фотодіоді графік вказує на те, що в цьому досліді йдеться про ____. Інтенсивність із ____ кювет експоненційно ____.
Завдання 3
Графік - залежність
Обчисліть нахил графіка за такою формулою:
m
m =