Задачи › Фотометрия, освещённость

Поглощение света молоком

  1. Поглощение света молоком

    ВсОШ 1992/2001, 10 кл.
    4/10

    Определите зависимость коэффициента поглощения света смесью молока с водой от объёмного отношения последних. Постройте соответствующий график.

    Оборудование: молоко, пипетка, источник тока, два переключателя, соединительные провода, миллиметровая бумага, чёрная бумага, ножницы. В комплект оборудования также входят закреплённые на подставках: две лампочки, две собирающие линзы, два матовых стекла, экран, стеклянная кювета с водой.

    Примечание. Коэффициент поглощения света \(\alpha\) кюветой с мутным раствором равен отношению световых потоков на выходе и на входе кюветы.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(\alpha = 1 - \dfrac{S}{\pi r^2}\), где \(S\) — площадь диафрагмы, \(\pi r^2\) — площадь линзы; зависимость \(\alpha\) от \(V_{\text{мол}}/V_{\text{вод}}\) качественно показана на рис. 44.

    Решение

    Рекомендации для организаторов. Эксперимент желательно проводить в затемнённом помещении.

    Расположим на одной линии лампочку, матовое стекло с диафрагмой, кювету с водой (в которую предварительно нужно добавить несколько капель молока), собирающую линзу и экран. На экране должно появиться светлое пятно — изображение отверстия в диафрагме. Диафрагму вырезаем ножницами из чёрной бумаги.

    Другие лампочку, матовое стекло с диафрагмой и линзу расположим так, чтобы изображение отверстия в диафрагме на экране оказалось рядом с первым изображением (рис. 43). Частично диафрагмируя вторую линзу, можно добиться того, что пятна на экране будут казаться одинаково яркими.

    Рисунок

    Коэффициент поглощения \(\alpha\) можно теперь вычислить как отношение площади диафрагмы \(S\) к площади линзы \(\pi r^2\), где \(r\) — радиус линзы: \[\alpha = 1 - \dfrac{S}{\pi r^2}.\] Отношение объёмов молока и воды можно найти, предварительно измерив в относительных единицах объёмы одной капли молока и воды соответственно. Для этого достаточно накапать поочерёдно в пустую кювету до одного и того же уровня молоко и воду. Отношение числа капель будет обратно пропорционально их объёмам.

    Качественно результаты эксперимента представлены на рис. 44.

    Рисунок

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи