Фотометрия задачи с решениями

1.1.2. Решение типовых задач по теме « Фотометрический метод анализа»

Задача. При фотоколориметрическом определении Fe 3+ с сульфосалициловой кислотой из стандартного раствора с содержанием железа 10 мг/см 3 приготовили ряд разведений в мерных колбах вместимостью 100 см 3 , измерили оптическое поглощение и получили следующие данные:

V ст , см 3 1 ,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

А 0,12 0,25 0,37 0,50 0,62 0,75

Определите концентрацию F е 3+ в анализируемых растворах, если их оптическое поглощение равно 0,30 и 0,50.

Решение. Строим калибровочный график для стандартного раствора и находим концентрацию при оптическом поглощении 0,30 и 0,50. Она равна 24 и 40 мг/100 см 3 соответственно.

Ответ: 24,0 и 40,0 мг/100 см 3 .

Задача . После растворения 0,2500 г стали раствор разбавили до 100,0 мл. В три колбы вместимостью 50,0 мл поместили по 25,00 мл этого раствора и добавили: в первую колбу стандартный раствор, содержащий 0,50 мг Ti , растворы Н2О2 и Н3РО4, во вторую – растворы Н2О2 и Н3РО4, в третью – раствор Н3РО4 (нулевой раствор). Растворы разбавили до метки и фотометрировали два первых раствора относительно третьего. Получили значения оптической плотности: А х+ ст = 0,650, А х = 0,250.

Рассчитать массовую долю (%) титана в стали.

с ст = 0,50 / 50,00 = 1,00 . 10 -2 мг/мл,

где 0,50 мг – масса добавленного титана; 50,00 мл – объем раствора.

Вычисляем концентрацию титана по формуле

с х = с ст А х / ( А х+ ст – А х); с х = 1,00·10 -2 · 0,250 / (0,650 – 0,250) = 6,25·10 -3 мг/мл.

Определяем массу титана во взятой навеске:

m = (6,25 . 10 -3 . 50,00 . 100,0) / 25,00 = 1,25 мг = 1,25 . 10 -3 г .

и рассчитываем его массовую долю (%):

w Ti = ( 1,25 . 10 -3 . 100) / 0,2500 = 0,50%.

Ответ : Массовая доля титана в стали 0,50% .

Примеры решения задач

Пример 2. Люминесцентная цилиндрическая лампа диаметром d =2,5 см и длиной l=40 см создает на расстоянии r=5 м в направ­лении, перпендикулярном оси лампы, освещенность Е v =2 лк. При­нимая лампу за косинусный излучатель, определить; 1) силу света I в данном направлении; 2) яркость L; 3) светимость М лампы.

Решение. 1. Больший из двух размеров лампы — длина — в 12 раз меньше расстояния, на котором измерена освещенность.

Следовательно, для вычисления силы света в данном направлении можно принять лампу за точечный источник и применить формулу

Подставив значения величин в эту формулу и произведя вычис­ления, получим

2. Для вычисления яркости применим формулу

где а — площадь проекции протяженного источника света на плос­кость, перпендикулярную направлению наблюдения.

В случае цилиндрической люминесцентной лампы проекция име­ет форму прямоугольника длиной / и шириной d . Следовательно,

Произведя вычисления по этой формуле, найдем

3. Так как люминесцентную лампу можно считать косинусным излучателем, то ее светимость

Читайте также:  Чем лучше заделывать дыры в стене

по физике – раздел «Оптика»

1. На какую высоту над чертежной доской необходимо повесить лампочку мощностью P = 300 Вт, чтобы освещенность доски под лампочкой была равна E = 60 лк. Наклон доски составляет 300 , а световая отдача лампочки равна 15 лм/Вт. Принять, что полный световой поток, испускаемый изотропным точечным источником света, Ф = 4πI.

2. Определить полный световой поток, даваемый изотропным точечным источником, если на расстоянии 2,00 м от него освещенность 15,0 лк.

3. Над центром квадратной спортивной площадки на высоте 5 м висит лампа. Рассчитать, на каком расстоянии от центра площадки освещенность поверхности земли в 2 раза меньше, чем в центре. Считать, что сила света лампы по всем направлениям одинакова.

4. Предмет при фотографировании освещается электрической лампой, расположенной от него на расстоянии r1 = 2 м. Во сколько раз надо увеличить время экспозиции, если эту же лампу расположить на расстоянии r2 = 3 м?

Мы просвятим вас с новой изучаемой темой Решение задач по физике фотометрия с порядковым номером 5101, которая поможет при выполнении домашних заданий по предмету Физика. Если после изучения данного материала у вас появились вопросы, то вы можете задать их в форме ниже, другие единомышленники, возможно, помогут вам.

Ответы в самом низу встроенного документа

16.1. Центральный телесный угол ю = 0,75 ср вырезает на поверхности шара площадь S = 468 см2. Определить радиус шара.
16.2*. Какой световой поток испускает точечный источник света силой J = 25 кд внутрь телесного угла со = 0,64 ср?
16.3*. На круглое матовое стекло диаметром d = 0,45 м падает нормально световой поток Ф = 120 лм. Какова освещенность этого стекла?
16.4*. Поверхность площадью S — 10 см2 расположена перпендикулярно лучу света, проходящему через ее середину. Поверхность находится на расстоянии г = 2 м от точечного источника, сила света которого J — 200 кд. Определить световой поток, падающий на нее.
16.5*. Определить среднюю силу света лампы накаливания мощностью Р = 120 Вт, если ее световая отдача1 а = 13 лм/Вт. (Лампу можно считать точечным источником.)
16.6*. Освещенность рабочего места для ювелирных работ, согласно нормам, должна быть не менее Е = 100 лк. На какой минимальной высоте от рабочего места должна быть помещена лампа, сила света которой J = 100 кд?
16.7*. Точечный источник света освещает экран, расположенный на расстоянии г = 1 м. Силу света источника уменьшили в п = 2 раза. На сколько нужно приблизить экран, чтобы освещенность его не изменилась?
16.8*. Между двумя экранами нужно поставить источник света так, чтобы освещенность левого экрана была вдвое больше освещенности правого. На каком расстоянии х от левого экрана нужно поставить источник света, если расстояние между экранами I = 100 см?
16.9*. На столбе высотой Л = 6м висит лампа, сила света которой J — 400 кд. Вычислить освещенность поверхности земли на расстоянии I — 8 м от основания столба.
16.10*. Лампа, сила света которой = 60 кл, применяется для печатания фотоснимка. Если лампу расположить на расстоянии Tj = 1,5 м от снимка, то время экспозиции tx — 2,5 с. Определить время экспозиции f2, если применять лампу силой света J2 = 40 кд, расположенную на расстоянии г2 = 2 м от снимка.
16.11* Найти освещенность края стола диаметром d = 1м, который освещается круглой лампой, висящей на высоте Л = 1 м от центра стола. Полный световой поток лампы Ф = 600 лк.
16.12*. Дампа, сила света которой J = 1000 кд, находится на высоте h = 8 м от поверхности земли. Найти площадь участка, в пределах которого освещенность Е> 1 лк.
16.13*. На какой угол нужно повернуть площадку, чтобы ее освещенность уменьшить в п — 2 раза по сравнению с той освещенностью, которая была при перпендикулярном падении лучей?
16.14*. На высоте h = 5 м висит лампа и освещает горизонтальную площадку на поверхности земли. На каком расстоянии от центра площадки освещенность ее поверхности в п = 2 раза меньше, чем в ее центре?
16.15* Свет от электрической лампы, сила света которой J = 200 кд, падает на небольшую горизонтальную площадку под углом а = 45°
(рис. 16.1), создавая освещенность Е = 141 лк.
Найти расстояние от лампы до площадки и вы-Рис. 16.1
соту Л, на которой лампа подвешена.
16.16*. На столбе, на высотах Л1 = ЗмиЛ2 = 4м над поверхностью земли, одна над другой висят две лампы, силой света J = 200 кд каждая. Найти освещенность поверхности земли на расстоянии 1 = 2 м от основания столба.
16.17*. Два точечных источника света расположены на расстоянии / = 2м друг от друга. На перпендикуляре, опущенном на середину линии, соединяющей источники, расположена под углом а к нему небольшая площадка на расстоянии b = 1 м от этой линии. При угле а = 15° освещенности обеих сторон площадки одинаковы и составляют Е = 20 лк. Определить силу света каждого источника.
16.18*. Купол, имеющий форму полусферы радиусом г = 1 м, освещается двумя одинаковыми лампами, подвешенными на высоте h = 2г над поверхностью земли и находящимися на расстоянии L = 2 г друг от друга (рис. 16.2). Определить освещенность в точках полусферы, находящихся на минимальном расстоянии от одного из источников, если полный световой поток, создаваемый каждой лампой, Ф = 103 лм.

Читайте также:  Как принять звонок в скайпе

По обе стороны от точечного источника света на одинаковых расстояниях, равных г = 1 м, помещены экран Э, и плоское зеркало 3, плоскости которых параллельны (рис. 16.3).
Какова освещенность, создаваемая в центре экрана, если сила света источника J = 2 кд?
16.20*. Лампа находится между картиной и плоским зеркалом. Определить световой поток, падающий на картину площадью S = 0,5 м2, если расстояние от лампы до картины = 4 м, а от лампы до зеркала г2 = 2 м. Сила света лампы J = 96 кд. Картина и зеркало параллельны друг другу.
16.21*. Точечный источник света, помещенный на некотором расстоянии от экрана, создает освещенность Е = 2,25 лк. Как изменится эта освещенность, если по другую сторону источника на таком же расстоянии поместить:
а)бесконечное плоское зеркало, параллельное экрану;
б)вогнутое зеркало, центр которого совпадает с центром экрана;
в)выпуклое зеркало такого же радиуса кривизны, как и вогнутое?
16.22*. Над горизонтальной поверхностью стола на высоте h = 2 м расположен точечный источник, сила света которого J = 120 кд. На расстоянии I = 1 м по горизонтали от источника, перпендикулярно поверхности, находится плоское зеркало. Определить освещенность поверхности Е непосредственно под источником.
16.23*. Точечный источник S, сила света которого J, расположен на высоте h над горизонтальной поверхностью (рис. 16.4). Над источником находится горизонтальное плоское зеркало 3. Найти зависимость освещенности поверхности Е непосредственно под источником от расстояния х между зеркалом и источником.
16.24*. Над столом на высоте h = 120 см и на расстоянии I = 80 см от стены висит лампа S, сила света которой J — 72 кд. Ниже лампы на стене вертикально висит зеркало 3, расстояние от середины которого до лампы d = 100 см (рис. 16.5). Определить освещенность на столе
под лампой. На какую величину изменится освещенность, если убрать зеркало?
16.25*. На сколько процентов увеличится освещенность поверхности под светящейся точкой S, если расположить плоское зеркало так, чтобы изображение точки S’ находилось на той же высоте х, что и источник S от поверхности и на расстоянии х него? Коэффициент отражения зеркала k = 0,95.
16.26*. Над центром круглого стола радиусом Д, на высоте Н = Д, находится точечный источник, сила света которого J. Найти зависимость освещенности поверхности стола £ от г (г — расстояние от центра стола до точки, в которой определяют освещенность). Вычислить осве-
щенность для: a) k± = 1; б) k2 = 5; в) k3 — 10, где — = ОДА.
R
16.27*. Оценить среднюю силу света стеариновой свечи, яркость пламени которой В = 5 • 103кд/м2.
16.28*. Источник света представляет собой равномерно светящуюся поверхность. Как будет изменяться его яркость, если приближаться к нему? удаляться от него? Как будет меняться яркость для наблюдателя при этом?
16.29*. Электрическая лампа, сила света которой J = 100 кд, заключена в матовый сферический плафон диаметром D = 5 см. Найти светимость и яркость источника света. Поглощением света стеклом плафона можно пренебречь.
16.30*. Светящимся телом лампы служит накаленный шарик диаметром d = 3 мм. Ее сила света J — 85 кд. Найти яркость лампы, если ее сферическая колба диаметром D — 6 см сделана: а) из прозрачного стекла; б) из матового стекла.
16.31*. Оценить освещенность поверхности Земли, создаваемую нормально падающими солнечными лучами. Яркость Солнца В = = 1,2 * 109кд/м2.
16.32*. Идеальная матовая поверхность с коэффициентом отражения k = 0,9 имеет освещенность Е = 30 лк. Определить ее яркость.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector