Как обозначается лампочка на схеме: Электрические цепи — урок. Физика, 8 класс.

Содержание

Как на схемах изображают реостат. Реостат и методы его включения

На уроке рассматривается прибор под названием реостат, сопротивление которого можно изменять. Подробно рассматривается устройство реостата и принцип его работы. Показывается обозначение реостата на схемах, возможные варианты включения реостата в электрическую цепь. Приводятся примеры применения реостата в повседневной жизни.

Тема: Электромагнитные явления

Урок: Реостаты

На предыдущих уроках мы говорили, что существуют не только потребители и источники электрического тока, но еще и так называемые элементы управления. Одним из важных элементов управления является реостат или любой другой прибор, основанный на его действии. В реостате используется проводник из заранее известного материала с определенной длиной и сечением, а значит, мы можем узнать его сопротивление. Принцип работы реостата основан на том, что мы можем изменять это сопротивление, следовательно, можем регулировать силу тока и напряжение в электрических цепях.

Рис. 1. Устройство реостата

На рисунке 1 представлен реостат без оболочки. Это сделано для того, чтобы можно было посмотреть все его части. На керамическую трубу (1) намотан провод (2). Его концы выведены к двум контактам (3а). Также имеется штанга, в конце которой расположен контакт (3б). По этой штанге движется скользящий контакт (4), так называемый «ползун».

Если расположить скользящий контакт посередине (рис. 2а), то будет задействована только половина проводника. Если передвинуть этот скользящий контакт дальше (рис. 2б), то будет задействовано больше витков провода, следовательно, его длина возрастет, сопротивление увеличится, а сила тока уменьшится. Если же передвинуть «ползун» в другую сторону (рис. 2в), то, наоборот, сопротивление уменьшится, и сила тока в цепи возрастет.

Рис. 2. Реостат

Внутри реостат полый. Это необходимо, поскольку при протекании тока реостат нагревается, а эта полость обеспечивает быстрое охлаждение.

Когда мы изображаем схему (рисунок электрической цепи), то каждый элемент обозначается определенным символом. Реостат обозначается следующим образом (рис. 3):

Рис. 3. Изображение реостата

Красный прямоугольник соответствует сопротивлению, синий контакт — подводящий к реостату провод, зеленый — скользящий контакт. При таком обозначении легко понять, что при движении ползунка влево сопротивление реостата уменьшится, а при движении вправо — увеличится. Также может использоваться следующее изображение реостата (рис. 4):

Рис. 4. Еще одно изображение реостата

Прямоугольник обозначает сопротивление, а стрелка — то, что его можно изменять.

В электрическую цепь реостат включается последовательно. Ниже приведена одна из схем включения (рис. 5):

Рис. 5. Включение реостата в цепь с лампой накаливания

Зажимы 1 и 2 подключаются к источнику тока (это может быть гальванический элемент или подключение к розетке). Стоит обратить внимание, что второй контакт должен быть подключен к движущейся части реостата, которая позволяет менять сопротивление. Если увеличивать сопротивление реостата, то накал лампочки (3) будет уменьшаться, а значит, ток в цепи тоже уменьшается. И, наоборот, при уменьшении сопротивления реостата лампочка будет гореть ярче. Этот метод часто используется в выключателях для регулировки интенсивности освещения.

Реостат также можно использовать для регулировки напряжения. Ниже представлены две схемы (рис. 6):

Рис. 6. Включение резистора в цепь с вольтметром

В случае использования двух сопротивлений (рис. 6а) мы снимаем определенное напряжение со второго резистора (устройство, которое основано на сопротивлении проводника), и таким образом, как бы регулируем напряжение. При этом надо точно знать все параметры проводника для правильной регулировки напряжения. В случае с реостатом (рис. 6б) ситуация заметно упрощается, поскольку мы можем непрерывно регулировать его сопротивление, а значит, и изменять снимаемое напряжение.

Реостат — достаточно универсальный прибор. Кроме регулировки силы тока и напряжения, он также может использоваться в различных бытовых приборах. Например, в телевизорах регулировка громкости происходит с помощью реостатов, переключение каналов в телевизоре также неким образом связано с использованием реостатов. Также стоит обратить внимание, что для безопасности лучше использовать реостаты, снабженные защитным кожухом (рис. 7).

Рис. 7. Реостат в защитном кожухе

На этом уроке мы рассмотрели строение и применение такого элемента управления, как реостат. На следующих уроках будут решаться задачи, связанные с проводниками, реостатами и законом Ома.

Список литературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. — М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. — М.: Просвещение.
  1. Центр образования «Технологии обучения» ().
  2. Школьный демонстрационный физический эксперимент ().
  3. Электротехника ().

Домашнее задание

  1. Стр. 108-110: вопросы № 1-5. Перышкин А.В. Физика 8. — М.: Дрофа, 2010.
  2. Как можно регулировать накал лампы с помощью реостата?
  3. Всегда ли при движении ползунка реостата вправо сопротивление будет уменьшаться?
  4. Чем обусловлено применение именно керамической трубы в реостате?

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая ее то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприемника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.

Во многих случаях для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включенного в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а, следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением, а для того чтобы длинная проволока не мешала ее наматывают спиралью.

Один из реостатов (ползунковый реостат) изображен на рисунке а), а его условное обозначение в схемах — на рисунке б).


В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки.

Электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим 1. С помощью этого зажима и зажима 2, соединенного с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь.

Стрелками указано как протекает электрический ток через реостат

Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включенного в цепь.

То есть мы увеличиваем или уменьшаем количество витков по которым протекает электрический ток (чем больше витков, тем больше сопротивление).

Каждый реостат рассчитан на определенное сопротивление (чем больше проволоки намотано, тем большее сопротивление может дать такой реостат) и на наибольшую допустимую силу тока, превышать которую не следует, так как обмотка реостата накаляется и может перегореть. Сопротивление реостата и наибольшее допустимое значение силы тока указаны на реостате (см. рисунок а ).

[Значения 6Ω и 3 А означают что данный реостат способен изменять свое сопротивление с 0 до 6 Ом, и ток с силой больше чем 3 Ампера пропускать по нему не стоит. ]

Теперь самое время перейти от теории к практике!

Часть 1. Регулировка силы тока в лампочке.

На видео видно, как передвигая ползунок реостата вправо и влево, лампочка горит ярче или тусклее.

Понять принцип опыта можно взглянув на схему (см. рисунок 4).


На рисунке указана схема цепи, которую мы собирали в видео. Полное сопротивление цепи состоит из сопротивления R л лампочки и сопротивления включенной в цепь части проволоки (на рисунке заштрихована) реостата. Незаштрихованная часть проволоки в цепь не включена. Если изменить положение ползунка, то изменится длина включенной в цепь части проволоки, что приведет к изменению силы тока.

Так, если передвинуть ползунок в крайнее правое положение (точка С), то в цепь будет включена вся проволока, сопротивление цепи станет наибольшим, а сила тока — наименьшей, поэтому нить лампочки будет гореть тускло или совсем не будет гореть (так как эл. ток такой силы не может разогреть спираль лампочки до свечения).

Если же передвинуть ползунок реостата в положение А, то электрический ток совсем не будет идти по проволоке реостата и, следовательно, сопротивление реостата будет равно нулю. Весь ток будет расходоваться на горение лампы, и она будет светить максимально ярко.

Часть 2. Включение лампочки от карманного фонаря в сеть 220 В.

Внимание! Не повторяйте этот опыт самостоятельно. Напоминаем, что поражение электрическим током осветительной сети может привести к смерти.

Что произойдет, если включить лампочку от фонарика в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что лампочка, рассчитанная на работу от батареек с суммарным напряжением 3,5 Вольт (3 пальчиковых батарейки), не способна выдержать напряжение в 63 раза большее — она сразу перегорит (может и взорваться).

Как тогда это сделать? На помощь придет уже известный нам прибор — реостат.

Нам нужен такой реостат, который способен был задержать бурный поток электрического тока, идущего от осветительной сети, и превратить его в тоненький ручеек электричества, который будет питать нашу хрупкую лампочку не нанося ей вреда.

Мы взяли реостат с сопротивлением 1000 (Ом). Это значит, что если эл. ток будет проходить по всей проволоке этого реостата, то на выходе из него получится ток с силой всего лишь 0,22 Ампер.

I=U/R=220 В / 1000 (Ом) = 0, 22 А

Для питания же нашей лампочки нужно даже более сильное электричество (0,28 А). То есть реостат не пропустит достаточное количество тока, чтобы зажечь нашу маленькую лампочку.

Это мы и наблюдаем во второй части видео, где в крайнем положении ползунка лампочка не горит, а при передвижении его вправо лампочка начинает загораться все ярче и ярче (подвигая ползунок мы запускаем все больше тока).

В определенный момент (на определенном положении ползунка реостата) лампочка перегорает, потому что реостат (при данном положении ползунка) пропустил слишком много электричества, которое и пережгло нить накаливания лампочки.

Так можно ли включить низковольтную лампочку в осветительную сеть? Можно! Только следует задержать все лишнее электричество реостатом с достаточно большим сопротивлением.

Часть 3. Включение лампы на 3,5 В вместе с лампой 60 Вт в сеть 220 В.

Мы взяли лампу мощностью 60 Вт, рассчитанную на напряжение 220 В, и лампочку от карманного фонарика на 3,5 В и силу тока 0,28 А.

Что произойдет, если включить эти лампочки в осветительную сеть напряжением 220 В? Понятно, что 60-ти ваттная лампочка будет гореть нормально (она на это и предназначена), а вот лампочка от карманного фонарика немедленно перегорит при включении ее в сеть (т.к. рассчитана работать от батареек только на 3,5 Вольта).

Но в опыте видно, как при подключении лампочек друг за другом (последовательно) и включении их в сеть 220 В обе лампы горят нормальным накалом и даже не думают перегорать. Даже когда ползунок реостата в крайнем положении (т.е. он не создает никакого сопротивления току) маленькая лампочка не перегорает.

Почему так? Почему даже при выключенном реостате (при его нулевом сопротивлении) лампа не перегорает? Что не дает ей перегореть при таком большом напряжении? И действительно ли напряжение на маленькой лампочке такое большое? Будет ли работать маленькая лампа если заменить лампу мощностью 60 Вт на стоваттную лампочку (100 Вт)?

Вы уже сможете ответить на большинство вопросов, если внимательно следили за ходом рассуждений в предыдущей части статьи. В этом опыте маленькой лампочке не дает перегорать большая лампочка. Она выступает в роли реостата с большим сопротивлением и берет на себя почти всю нагрузку.

Давайте попробуем разобраться как такое может происходить, что маленькая лампочка не перегорает благодаря лампочке в 60 Вт и доказать расчетным методом, что для нормального накала обеих лампочек необходимо одна и та же сила тока.

На помощь в решении этого вопроса нам придет физика, а конкретно ее раздел электричество (изучается в 8 классе).

Инструкция

Используя учебник по , повторите, как распределяется ток в случаях параллельного и последовательного включения резисторов в электрическую цепь. Знание данных закономерностей позволит правильно подключить реостат. Как известно, при параллельном подключении резистора в цепь ток, проходящий ранее через элемент, к которому подключается , разделяется на две части: одна часть течет через первоначальный элемент, а другая – через резистор.

Нарисуйте схему параллельного включения реостата в цепь, если вам необходимо шунтировать некоторый элемент цепи и контролировать силу тока через него в максимально возможных пределах. При максимально возможном значении сопротивления реостата ток через исследуемый элемент остается первоначальным, а при минимальном сопротивлении весь ток проходит через реостат в обход элемента.

Обратите внимание, что параллельного включения реостата не позволит вам контролировать общий ток в цепи, ибо при параллельном подключении элементов общая сила тока не изменяется, она только распределяется между отдельными ветвями.

Если же вам необходимо иметь возможность изменять общий ток цепи, то реостат нужно подключить последовательно с элементами цепи. Тогда появится возможность изменять общее сопротивление цепи, регулируя таким образом и общий ток.

Заметьте, что при подключении реостата последовательно с исследуемым элементом появляется возможность увеличивать и уменьшать напряжение на элементе. Это обосновывается тем, что напряжение в цепи распределятся по элементам в соответствии с правилом: чем больше сопротивление, тем больше напряжение, падающее на данном элементе.

Обратите также внимание на то, что при подключении реостата в цепь последовательно с исследуемым элементом можно контролировать не только напряжение на данном элементе, но и силу тока. Ведь при изменении тока в общей цепи его значение изменяется и в отдельных элементах цепи, включенных последовательно в цепь. Между тем, существует определенное различие между двумя способами регулирования силы тока через элемент. В случае подключения реостата последовательно вы получаете возможность изменять силу тока в исследуемом элементе, не затрагивая всю схему, а значит, не вторгаясь в режим работы устройства. В случае же включения реостата последовательно в электрическую цепь любые манипуляции с ним приводят к колебаниям силы тока во всей цепи, нарушая, таким образом, работу прибора.

Изменение тока, происходящее при изменении сопротивления, зависит от того, каким именно является исследуемой резистивный элемент, а именно, от того, какой вольт-амперной характеристикой он обладает.

Вам понадобится

  • Учебник по физике 8 класса, лист бумаги, шариковая ручка.

Инструкция

Прочитайте в учебнике по формулировку выражения закона Ома. Как известно, именно этот закон описывает связь электрического тока и напряжения на участке цепи. По закону Ома, сила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи и обратно пропорциональна сопротивлению данного участка. Таким образом, очевидным является, что при увеличении сопротивления ток, проходящий через него, уменьшается.

Обратите внимание, что зависимость тока от сопротивления участка цепи является гиперболической, что говорит о резком спаде тока при увеличении значения сопротивления.

Помните, что такая зависимость тока от сопротивления является справедливой лишь для участка цепи, состоящего из одного элемента, а также лишь для обычных линейных резистивных элементов. Линейность в данном случае означает то, что вольт-амперная (зависимость тока от напряжения) представляется в виде прямой линии.

Напишите на листе бумаги выражение для закона Ома . Оно будет равно произведению силы тока на сопротивление резистора. Придайте сопротивлению несколько постоянных значений и запишите соответствующие законы Ома для каждого из них. Вы получите уравнения прямых с различными коэффициентами.

Соберём цепь, изображённую на рисунке. Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение — вольтметром. Зная напряжение на концах проводника и силу тока в нём, по закону Ома можно определить сопротивление каждого из проводников.

В цепь источника тока по очереди будем включать различные проводники, например, никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины. Выполнив указанные опыты, мы установим, что из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление.
В следующем эксперименте по очереди будем включать никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения). Установим, что из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока, поперечное сечение которой меньше.
В третьем эксперименте по очереди будем включать никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины. Установим, что никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.
Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом. Он установил:

Сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.

Обрати внимание!

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т.е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.
Сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, т.е. чем толще проводник, тем его сопротивление меньше, и, наоборот, чем тоньше проводник, тем его сопротивление больше.

Чтобы лучше понять эту зависимость, представьте себе две пары сообщающихся сосудов, причём у одной пары сосудов соединяющая трубка тонкая, а у другой — толстая. Ясно, что при заполнении водой одного из сосудов (каждой пары) переход её в другой сосуд по толстой трубке произойдёт гораздо быстрее, чем по тонкой, т. е. толстая трубка окажет меньшее сопротивление течению воды. Точно так же и электрическому току легче пройти по толстому проводнику, чем по тонкому, т.е. первый оказывает ему меньшее сопротивление, чем второй.

Причиной наличия сопротивления у проводника является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки проводника. Из-за различия в строении кристаллической решётки у проводников, выполненных из различных веществ, сопротивления их отличаются друг от друга. Для характеристики материала вводят величину, которую называют удельным сопротивлением.

Удельное сопротивление — это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной \(1\) м и площадью поперечного сечения \(1\) м².

Введём буквенные обозначения: \(ρ\) — удельное сопротивление проводника, \(l\) — длина проводника, \(S\) — площадь его поперечного сечения. Тогда сопротивление проводника \(R\) выразится формулой:

R = ρ ι S .

Из этой формулы можно выразить и другие величины:

ι = RS ρ , S = ρ ι R , ρ = RS ι .

Из последней формулы можно определить единицу удельного сопротивления. Так как единицей сопротивления является \(1\) Ом, единицей площади поперечного сечения — \(1\) м², а единицей длины — \(1\) м, то единицей удельного сопротивления будет:

1 Ом ⋅ 1 м 2 1 м = 1 Ом ⋅ 1 м, т.е. Ом ⋅ м.

Удобнее выражать площадь поперечного сечения проводника в квадратных миллиметрах, так как она чаще всего бывает небольшой. Тогда единицей удельного сопротивления будет:

1 Ом ⋅ 1 мм 2 1 м, т.е. Ом ⋅ мм 2 м.

В таблице приведены значения удельного сопротивления некоторых веществ при \(20\) °С.

Обрати внимание!

Удельное сопротивление с изменением температуры меняется.

Опытным путём было установлено, что у металлов, например, удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Обрати внимание!

Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь — лучшие проводники электричества.

При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.
Во многих случаях нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов — веществ с большим удельным сопротивлением. Например, как видно из таблицы, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в \(40\) раз большее, чем алюминий.

Обрати внимание!

Стекло и дерево имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток и являются изоляторами.

На практике часто приходится менять силу тока в цепи, делая её то больше, то меньше. Так, изменяя силу тока в динамике радиоприёмника, мы регулируем громкость звука. Изменением силы тока в электродвигателе швейной машины можно регулировать скорость его вращения.

Для регулирования силы тока в цепи применяют специальные приборы — реостаты.

Простейшим реостатом может служить проволока из материала с большим удельным сопротивлением, например, никелиновая или нихромовая. Включив такую проволочку в цепь источника электрического тока через контакты А и С и передвигая подвижный контакт С, можно уменьшать или увеличивать длину включённого в цепь участка АС. При этом будет меняться сопротивление цепи, а следовательно, и сила тока в ней, это покажет амперметр.

Реостатам, применяемым на практике, придают более удобную и компактную форму. Для этой цели используют проволоку с большим удельным сопротивлением. Один из реостатов (ползунковый реостат) изображён на рисунке.

В этом реостате никелиновая проволока намотана на керамический цилиндр. Проволока покрыта тонким слоем не проводящей ток окалины, поэтому витки её изолированы друг от друга. Над обмоткой расположен металлический стержень, по которому может перемещаться ползунок. Своими контактами он прижат к виткам обмотки. От трения ползунка о витки слой окалины под его контактами стирается, и электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, имеющий на конце зажим \(1\). С помощью этого зажима и зажима \(2\), соединённого с одним из концов обмотки и расположенного на корпусе реостата, реостат подсоединяют в цепь. Перемещая ползунок по стержню, можно увеличивать или уменьшать сопротивление реостата, включённого в цепь.

Реостатом называют электрическое устройство используемое для ограничения и регулировки тока или напряжения в электрической схеме.

По своему внутреннему устройству реостаты делятся на проволочные и не проволочные. Основной частью любого проволочного реостата является керамическая трубка, на которую намотана особая высокоомная проволока. На направляющем металлическом стержне закреплен ползунок, свободно передвигающийся вдоль проволоки, намотанной на керамие.

Итак, любой реостат состоит из нескольких основных частей:


Керамического цилиндра
Металлическая проволока — которая наматывется на трубку из керамики, концы проволоки выведены на контакты (зажимы), расположенные на противоположных концах трубки с обоих сторон;
Металлическая штанга — установлена чуть выше трубки, на одной стороне которой имеется контактная клемма;
Движущийся контакт — закреплен на штанге, который иногда называют ползун.

Реостат подсоединен в цепь через две зажимные клеммы: нижнюю непосредственно с обмотки и верхнюю клемму с движущегося контакта. При подключении реостата в электрическую цепь, ток от нижней клеммы течет по виткам из металлической проволоки, а затем проходит через скользящий контакт, затем по металлическому стержню и на верхний контакт.

Т.е, в схеме будет задействована только часть реостатной обмотки. В тот момент, когда ползунок двигается, изменяется сопротивление обмотки, т.к меняется ее длина, а соответственно сопротивление и сила тока в электрической цепи.

Необходимо отметить, что ток следует по каждому витку обмотки, а не поперек них. Это происходит потому, что витки обмотки изолированы друг от друга.

Так на рисунке А – движущийся контакт находится посередине. Поэтому ток будет протекать только через половину устройства. На позиции Б — токовый проводник используется полностью поетому, его длина максимальная, как и сопротивление, а в соответствии с сила тока снижается. На третьем рисунке все наоборот: снижается сопротивление, растут амперы.

На электрических схемах реостат обозначен следующим образом:


Реостат в схему включается всегда последовательно. При этом один из контактов подсоединен к ползуну, с помощью которого и регулируется количество ампер в цепи. Но необходимо добавить, что этот прибор можно применять и для регулировки напряжения. Здесь может быть применено несколько схем с одним или двумя сопротивлениями. Понятно, что чем меньше элементов в электрической цепочке, тем проще она.

Обычно этот электронный компонент включается в электрическую схему для регулирования величины тока, пример подключения показан на рисунке ниже.


При перемещении движка изменяется длина токопроводящего слоя, а следовательно, и величина сопротивления реостата, включаемого последовательно в схему, что в вызывает некоторое изменение величины силы тока в цепи и перераспределение напряжения между реостатом и нагрузкой.

Когда движок перемещается к контакту, величина сопротивления реостата сильно снижается,а ток в в цепи наоборот возрастает, тогда меньшая часть напряжения будет гасится на приборе и сильнее возрастет напряжение на подключенной к нагрузке.

Если движок перемещать к противоположному контакту, сопротивление реостата возрастает, а ток в цепи снижается, падение напряжение на реостате будет увеличиваться, а на нагрузке снижаться.

Расчет представленной выше схемы, аналогичен расчету гасящего сопротивления. Величина сопротивления реостата вычисляется по формуле:

R реост =U реост /I

Падение напряжения находится по формуле ниже:

U реост =U ист -U потр

У реостата имеется всего два вывода, а у его родственника , целых три. Поэтому больше не путайте их между собой.

Как подключить лампочку через выключатель: 5 вариантов электрических схем


Общие правила: как подсоединить выключатель к лампочке

Проводка помещения может быть питающей и обеспечивающей освещение. Чтобы организовать освещение, нужно создать ветви, которые будут обесточивать лампочку. Для этого понадобиться, грамотно составленная, электрическая схема. Она так же будет включать выключатели, роль которых за надобностью прерывать и восстанавливать электро цепь напряжения.

Любое подключение осветительных приборов происходит по схеме и согласно планировке помещения, которое будет предусматриваться заранее. Проводить все работы с электричеством нужно очень аккуратно, следуя правилам безопасности.

Самое главное, что нужно сделать, начиная рабочий процесс по установке лампочек, розеток и выключателей – это обесточить питание в сети (220 В). Только сделав это, можно приступать к монтажу электроприборов, учитывая другие особенности монтажа.

Общие правила по размещению электропроводки:

  • Укладывать провода по горизонтали или вертикально нужно по прямой линии.
  • Поверх стены прокладывается электропроводка, если здание из дерева. При этом их соединение ни в коем случае не допускается, поэтому провода изолируются специальным материалом.
  • В кирпичных, каменных, монолитных и панельных домах все соединения и подключения электрических проводов закладываются под штукатурку.

Рекомендуется для электропроводки подбирать провода, состоящие из двух или более токонесущих жил и оболочки. Одна из жил является нулевой фазой, остальные рабочими, падающими электроэнергию.

Электро цепь лампочка-выключатель: материалы и инструменты

Для того, чтобы соединить лампочку и выключатель, понадобиться необходимые инструменты и всевозможные приспособления, одного электропровода не хватит. Так же необходимо выбрать подходящие модели выключателей, розеток и светильников.

Будут необходимы такие инструменты: индикаторная отвертка, плоскогубцы, кусачки, изолента, разные крепежные приспособления, сизы, подрозетники, перфоратор, распределительные коробки. Приобретаем основные элементы: выключатели и лампочки.

Разнообразие всевозможных ламп, которые можно использовать для жилых помещений, просто впечатляет. Это лампы накаливания, современные галогенные, люминесцентные, любые энергосберегающие. Так же рынок богат и множеством моделей выключателей, которые различаются своей функциональностью.

Распространенные виды выключателей:

  • Клавишные, они могут быть с одной, двумя или тремя клавишами;
  • Проходные;
  • Импульсные;
  • Диммеры;
  • Сенсорные.

Выбрав электро принадлежности и подготовив весь инструмент, а так же составив схему разводки, можно приступать к подключению выбранной лампы через выключатель.

Способы, как соединить выключатель с лампочкой: несколько вариантов схем

Все соединения, которые производятся при подключении любого типа лампочки через выключатель, делается в специальной распределительной коробке. Соединять провода в ней можно пайкой, различными клеммами или особой сваркой.

Выключатель предназначен для разделения фазы, благодаря этому замена лампочки или другого оборудования становиться безопасной, так как электропроводку можно всегда обесточить.

Чтобы запитать провода правильно и не допустить ошибочных соединений, необходимо соблюдать маркировку проводов по цвету. Фаза всегда обозначается белым, черным и коричневым цветом, а вот нейтраль голубым или синим. Желтым, зеленым или их комбинированием принято обозначать заземление.

Способы запитать лампочку от выключателя:

  1. Простейшая схема подключения лампочки через обычный одноклавишный выключатель, который имеет два провода. Этот выключатель предназначается только для одного светильника.
  2. Схема раздельного отключения ламп много рожковой люстры. Для этого варианта понадобиться двухклавишный выключатель и трехжильный провод. Таким рычагом можно управлять независимое освещение двух комнат.
  3. Необычная схема управления люстрой из пяти лампочек. Здесь пригодиться трехклавишный выключатель.
  4. Выключателя два, а вот светильник только один. Такая схема выполняется с применением проходных одинарных выключателей, которые расположены в разных концах.
  5. Управление светильником из разного количества мест. В этой схеме добавляются одинарные выключатели к проходным во всех точках, которые предполагаются.

Для удобства пользования настенными светильниками (бра) или некоторым электрооборудованием ставятся специальные клавишные переключатели kcd2. Этот элемент переключения предназначен для работы с переменным напряжением.

Простейшая схема подключения выключателя и лампочки: пошаговая расшифровка

Чтобы приступать к подключению светильника через выключатель, сначала нужно определить их место расположения. Лампочка света может устанавливаться на потолке или стене. Выключатель требует особого подхода. Его лучше всего разместить в удобном месте на стене, чтобы им можно было пользоваться всем жильцам.

Обычно выключатель устанавливается на расстоянии 30 см от края входной двери. А его установочная высота может колебаться от 30 до 160 см. Удобная высота выбирается индивидуально.

Сама схема подключения очень проста, главное не перепутать правильное соединение фаз. Все провода от элекрощита, выключателя и самого светильника обычно подводятся и соединяются, как правило, в распределительной коробке.

Схема подключения одноклавишного выключателя и лампы:

  • Нулевой провод от общей электрической сети через коробку сразу направляется к патрону светильника;
  • Один из проводов выключателя соединяется клеммами с рабочей фазой патрона лампочки;
  • Вторая фаза от выключателя скрепляется с рабочей жилой, идущей от общей электросети.

По этой схеме можно увидеть, как рабочая фаза патрона светильника успешно соединяется с жилой из общего электрощитка через двухпроводной выключатель. Включая и выключая выключатель, происходит прерывание или же возобновление подачи тока на лампу.

Правильная схема: как подключить лампочку через выключатель (видео)

Каким бы необычным не был светильник всегда можно подобрать способ, как его подключить. Типовые схемы, правила их расключения и безопасность при работе с электричеством на долгое время останутся стандартными.

Маркировка и обозначение автомобильных ламп

Обозначения автомобильных ламп

Чтобы правильно подобрать и купить автомобильную лампу, необходимо расфифровать ее обозначения и точно знать:

  • цоколь лампы
  • ее напряжение (измеряется в вольтах В, V)
  • мощность автолампы (Вт, W)

Знания только типа лампы (международного обозначения) для правильного подбора светового прибора бывает не достаточно. Например, к типу h5 12V 60/55W относится сразу две лампы:

 

 

лампа тина h5.цоколь P45t          лампа типа h5 цоколь P43t

 

Например,  для ламп ближнего света в ВАЗ 2110 характерны такие параметры: цокль P14,5s, напряжение -12 В, мощность — 55Вт. Тип лампы Н1.
Мощность ламп может быть стандартная, заданная изготовителем авто, (в данном случае это 55W и повышенная — 100W). Лампы поышенной мощности светят ярче, но и сгорают быстрее, дают дополнительную нагрузку на электроузлы транспортного средства. Поэтому, часто рекомендуют покупать лампы стандартной мощности, но повышеной светоотдачи.

Наши специалисты помогут сформировать заказ автоламп исходя из приоритетных для оптового покупателя параметров:
цена автоламп, срок службы, популярность моделей (наиболее «ходовые» и редко спрашиваемые виды ламп).

Наши специалисты помогут сформировать заказ автоламп исходя из приоритетных для оптового покупателя параметров:


цена автоламп, срок службы, популярность моделей (наиболее «ходовые» и редко спрашиваемые виды ламп).

 

Что означают цифры и буквы в обозначении  лампы. Структура маркировки автомобильной лампы:

Российская схема обозначения АХХ-Х-Х(Х), где первые 1-3 знака буквы, например: АКГ12-60+55 или А24-1, где,

  • А — автомобильная; 
  • КГ — кварцевая галогенная;
  • МН — миниатюрная;
  • С — софитная; 

так, АКГ —  автомобильная кварцево галогенная лампа, а АМН — автомобильная миниатюрная лампа

Буквенные коды международных обозачений: 

  • H — halogen, галогенная лампа;
  • Т  —  миниатюрная цокольная лампа, цоколь выполнен совместно с колбой, диаметр 5/8 дюйма (T4W)
  • R – лампа с металлическим цоколем 15 мм и колбой в 19 мм. (R 5W) 
  • R2 — металлический цоколь, диамтер колбы 40 мм. (Фарные лампы накаливания)
  • P —  металлический цоколь 15-мм, диаметром колбы до 26,5 мм. (P21W) 
  • SV (С) – софитная лампа, цоколь — с двух сторон, Как правило, применяется для подсветки салона, подсветки номерного знака. (С5W SV8,5  — диаметр цоколя 8,5 мм)
  • BА — лампа штифтового типа, в которой каждый штифт расположен симметрично относительно других.
  • BAY – штифтовая лампа, в которой  один из штифтов смещен по высоте.
  • BAZ – штифтовая лампа со смещенным штифтом по высоте и радиусу.
  • W – стеклянный цоколь (W5W)
  • Y — стоящая за первым символом, означает оранжевый цвет колбы (PY21W) 

далее указывается номинальное напряжение в вольтах (В, V) : 6; 12; 24;

  • номинальная мощность, Вт,W : 1; 1,2; 2; 3; 4; 5; 10; 21; 40; 50; 55; 60; 70; 100; 110 (при наличии двух нитей накала мощность указывается для каждой нити накала через дробь)   
  • последняя цифра — отличительная особенность от базовой модели (1-3)

РадиоКот :: Cхема электрическая. Принципиальная.

РадиоКот >Обучалка >Аналоговая техника >Основы электроники >

Cхема электрическая. Принципиальная.

Мы уже затрагивали в наших разговорах как минимум три электрических элемента: батарейку, лампочку и соединительный проводник (провод). Возьмем простейшую конструкцию: лампочка подключена к батарейке двумя проводками. Нарисуем это:

Неправда ли, нужно обладать некоторыми данными художника, чтобы изобразить подобную картину. А ведь это – самое простое, что вообще можно представить! Если бы мы, допустим, захотели включать лампочку при помощи выключателя – пришлось бы рисовать еще и выключатель… А если лампочек и батареек несколько? Ужас!!! Вот поэтому, умные люди придумали каждому элементу свое условное обозначение. Вот как обозначаются элементы нашей конструкции:

— батарейка. Длинная полоска – «+», короткая – «-».
— лампочка
— проводник.

Обозначения всех элементов схемы можно поворачивать в любую сторону под углом 90град. Проводники можно изгибать в любую сторону, также под углом 90градусов. Если два проводника соединены электрически, то на схеме в месте их соединения ставится жирная точка.

— проводники пересекаются без соединения
— пересекающиеся проводники соединены

Нарисуем теперь схему нашего устройства по всем правилам:

До неприличия просто :-).
Если мы захотим теперь добавить орган управления – выключатель, это сделать легко и просто. Вот как он обозначается:

Рисуем схему:

Заметим, что лампочки бывают разные: маленькие и большие, на 5 и на 220 В, на 40 и на 150 Вт. А на схеме они все обозначаются одинаково, и имеют одинаковый размер. Распространенная ошибка – рисовать увеличенными в размере элементы с большей мощностью, большим напряжением и т.п. То же и с батарейками, и с проводами, и с любыми другими электрическими элементами. Дальше мы будем узнавать все больше новых элементов: резисторы, диоды, транзисторы, конденсаторы, и т.д. И не раз убедимся в том, что между внешним видом элемента и его обозначением на схеме порой вообще нет ничего общего…

<<—Вспомним пройденное—-Поехали дальше—>>


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Обозначение деталей: блока питания, звонка на электрической схеме

Проблема чтения электрических схем осложняется следующими факторами:

  • Чем сложнее устроен прибор или узел, тем труднее разобраться в связях между его элементами и понять принцип их работы. Нужно уметь не только правильно читать схемы, но и создавать их. И если вы получаете в руки «чужую» схему, иногда остаётся только гадать о том, чего хотел добиться автор и почему он так сделал.
  • Несмотря на наличие стандартов для обозначения тех или иных элементов/блоков, не все их придерживаются. Здесь сложность даже не в том, что разработчики не знают как этот делать, а скорее в наборе ПО, в котором ведётся проектирование. Стандарты и обозначения в разных странах могут не совпадать, а разработчики софта придерживаются родных норм.

 

Стандарты

Чтобы свести ошибки в понимании к минимуму, следует придерживаться чётких стандартов и правил. В России, как и в любой другой стране, существуют руководящие документы. Речь идёт о ГОСТах, таких как:

  • 2.710 81 г. – о буквенных обозначениях;
  • 21.614 88 г. – об условных обозначениях общего назначения;
  • 21.404 85 г. – здесь прописаны обозначения элементов автоматизации;
  • И т.д.

Несмотря на внушительные даты создания документов, они более чем актуальны.

 

Наиболее востребованные обозначения

Чтобы понять работу схемы, нужно знать условный знак элемента и принцип его работы.

К общим, и потому самым популярным, можно отнести следующие:

Рис. 1. Условные обозначения элементов на схемах

 

Они встречаются во многих схемах. Элементы здесь достаточно простые и понятные.

Но к более сложным деталям – иной подход. По обозначению можно понять не только общее назначение узла, но и дополнительные нюансы.

Например, конденсаторы.

Рис. 2. Условные обозначения конденсаторов на схемах

 

Или сопротивления.

Таблица 1. Условные обозначения сопротивлений на схемах

И это уже не говоря о переменных (подстроечных) вариантах.

Так могут выглядеть транзисторы.

Рис. 3. Условные обозначения транзисторов на схемах

 

А так диоды и другие ограничительные элементы.

Рис. 4. Условные обозначения диодов и других ограничительных элементов на схемах

 

В блоках питания

Теперь непосредственно об обозначениях, которые можно встретить на схемах БП.

В основе любого вторичного источника тока должен лежать или преобразователь (трансформатор) или ограничитель (диоды и аналогичные элементы).

Трансформаторы обозначаются на схемах так.

Рис. 5. Условные обозначения трансформаторов на схемах

 

Или так.

Таблица 2. Варианты обозначения трансформаторов на схемах

 

Количество выводов будет соответствовать имеющимся обмоткам. Здесь очень важный момент – разницы между импульсными и силовыми трансформаторами на схеме вы не увидите. А ещё более частая проблема – отсутствие буквенных обозначений моделей или каких-либо параметров.

Это связано с тем, что в большинстве случаев требуется либо подбор детали под заданные требования, или подразумевается расчёт и намотка его своими силами. Максимум, что будет обозначено на схеме – входное и выходное напряжение.

Обозначение диодов мы привели выше. Но иногда вместо отдельных диодов можно встретить готовые сборки – мосты. Они будут выглядеть так:

Рис. 6. Обозначения мостов на схемах

 

Для удобства понимания, слева – схема из простейших элементов.

Если блок питания работает на импульсном трансформаторе, ему понадобится генератор импульсов, его часто выполняют на базе интегральных микросхем. Их на схеме ни с чем не перепутаешь.

Рис. 7. Обозначения интегральных микросхем

 

Это общее обозначение. Если элемент реализует элементарную логику или другие простые функции, они могут быть обозначены непосредственно на выводах или на специальных блоках внутри.

Например, так.

Рис. 8. Обозначения интегральных микросхем

Или так.

Рис. 9. Обозначения интегральных микросхем

 

Измерительные приборы на схемах обозначаются так.

Рис. 10. Обозначения измерительных приборов на схемах

 

Но иногда можно встретить и более сложные элементы – цифровые индикаторы. Один из вариантов их обозначения.

Рис. 11. Обозначение цифровых индикаторов на схемах

 

Таким образом, схема простого блока питания может выглядеть таким образом.

Рис. 12. Схема простого блока питания

 

Автор: RadioRadar

Учебное пособие по физике: угол преломления

Преломление — это искривление пути световой волны, когда она проходит через границу, разделяющую две среды. Рефракция вызвана изменением скорости волны при изменении среды. В Уроке 1 мы узнали, что если световая волна проходит из среды, в которой она движется медленно (условно говоря), в среду, в которой она движется быстро, тогда световая волна будет преломляться от нормали. В таком случае преломленный луч будет дальше от нормальной линии, чем падающий; это правило преломления SFA.С другой стороны, если световая волна проходит из среды, в которой она движется быстро (условно говоря), в среду, в которой она движется медленно, тогда световая волна будет преломляться в направлении нормали. В таком случае преломленный луч будет ближе к нормальной линии, чем падающий; это правило рефракции FST. Эти два правила относительно преломления света указывают только направление, в котором изгибается световой луч; они не указывают, насколько сильно происходит изгиб. Урок 1 был посвящен темам «Что вызывает рефракцию?» и «В каком направлении преломляется свет?» Урок 2 будет посвящен вопросу «Насколько свет преломляется, когда пересекает границу?»

Вопрос: «Насколько свет преломляется, когда пересекает границу?» Возможно, на такой вопрос существует множество ответов.(Например, «много», «немного», «вроде вау! Совсем немного, чувак» и т. Д.) Задача этого урока — выразить величину преломления светового луча в виде измеримой величины, которая имеет математическое значение. На диаграмме справа показан световой луч, преломляющийся при переходе из воздуха в воду. Как упоминалось в Уроке 1, падающий луч — это луч (нарисованный перпендикулярно фронтам волн), который показывает направление, в котором свет распространяется по мере приближения к границе. (Значение падающего луча впервые было введено при обсуждении Отражения света в Блоке 13 Учебного пособия по физике.) Точно так же преломленный луч — это луч (нарисованный перпендикулярно фронтам волн), который показывает направление, в котором распространяется свет после того, как он пересек границу. На схеме к поверхности в точке падения проведена нормальная линия. Эта линия всегда проводится перпендикулярно границе. Угол, который падающий луч составляет с нормальной линией, называется углом падения . Точно так же угол, который преломленный луч образует с нормальной линией, называется углом преломления .Угол падения и угол преломления обозначаются следующими символами:

= угол падения

= угол преломления


Размер изгиба

Величину изгиба, которую испытывает световой луч, можно выразить в терминах угла преломления (точнее, разницы между углом преломления и углом падения).Луч света может приближаться к границе под углом падения 45 градусов и отклоняться к нормали. Если среда, в которую он входит, вызывает небольшое преломление, тогда угол преломления может составлять около 42 градусов. С другой стороны, если среда, в которую попадает свет, вызывает большое количество преломлений, угол преломления может составлять 22 градуса. (Эти значения являются просто произвольно выбранными значениями, чтобы проиллюстрировать точку.) На диаграмме ниже изображен луч света, приближающийся к трем различным границам под углом падения 45 градусов.Рефракционная среда в каждом случае разная, вызывая разную степень преломления. Углы преломления показаны на диаграмме.


Из трех границ на диаграмме световой луч больше всего преломляется на границе воздух-алмаз. Это очевидно из того факта, что разница между углом падения и углом преломления наибольшая для границы воздух-алмаз. Но как это объяснить? Причина преломления — изменение скорости света; и везде, где скорость света изменяется больше всего, преломление больше всего.Мы уже узнали, что скорость связана с оптической плотностью материала, которая связана с показателем преломления материала. Из четырех материалов, представленных на приведенной выше диаграмме, воздух является наименее плотным материалом (наименьший показатель преломления), а алмаз — наиболее плотным материалом (наибольший показатель преломления). Таким образом, было бы разумно, чтобы наибольшее преломление происходило при прохождении света через границу между воздухом и алмазом.

В этом примере угол преломления — это измеряемая величина, которая указывает величину преломления, имеющую место на любой границе.Сравнение угла преломления с углом падения дает хорошую меру преломляющей способности любой данной границы. Для любого заданного угла падения угол преломления зависит от скорости света в каждом из двух материалов. Скорость, в свою очередь, зависит от значений оптической плотности и показателя преломления двух материалов. Существует математическое уравнение, связывающее углы, которые световые лучи образуют с нормалью, к показателям преломления (во множественном числе) двух материалов на каждой стороне границы.Это математическое уравнение известно как закон Снеллиуса и является темой следующего раздела Урока 2.

Мы хотели бы предложить … Зачем просто читать об этом и когда можно с этим взаимодействовать? Взаимодействовать — это именно то, что вы делаете, когда используете одно из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего Refraction Interactive.Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Refraction Interactive предоставляет учащемуся интерактивную среду для изучения преломления и отражения света на границе между двумя материалами.

q13-рисовать-диаграмму-показывать-| LIDO

Решение:

Вода реже стекла. Свет перемещается от воды к стеклу, т.е.е от более редкой среды к более плотной среде.

Падающий луч — AO

Угол падения i.

Угол преломления r.

Здравствуйте, студенты, добро пожаловать в Лидо! Видео с вопросами и ответами на обучение меня зовут палибхи и я преподаю математику и наука в Лидо Давайте посмотрим на этот самый интересный вопрос перед нами поэтому нам нужно нарисовать диаграмму, показывающую доля светового луча из воды в стеклянные плиты или стекло мы должны обозначить падающий луч угол падения и угол преломления перед Мы продолжим и постараемся понять, что мы подразумеваем под преломлением Итак, мы знаем, что свет имеет прямую линия справа или свойство под названием Прямолинейное распространение света, чтобы это случилось только когда свет идет одна среда что происходит, когда у нас есть две среды и есть интерфейс Итак, явление, которому подвергается свет называется преломлением что это такое смена пути свет так он изгибается или смена пути свет на стыке двух разных СМИ называется преломлением и как это сгибать теперь мы знаем, что свет изгибается, когда есть изменение в среде но тогда как это было мы будем учиться здесь так что в этом случае нам вода реже, чем стекло так что вода оптически более редкая среда в этом случае и класс оптически более плотная среда так луч света теперь распространяется из более редких Средняя к более плотной среде теперь это нормаль, перпендикулярная интерфейс вот так же здесь это нормально здесь как мы видим, ао — это падающий луч поэтому падающий луч равен ао, а угол падающий луч делает с нормально, как мы знаем, называется я или угол падения, вот как будет отмечен угол падения здесь теперь, если свет идет из реже к более плотной среде поэтому свет изогнет луч света будет наклоняться к нормальному, как вы можете см. стрелку здесь.так что он будет изгибаться к нормальному Исходный путь света было бы так если мы расширим его, но вместо этого он изгибается в ту сторону, которая направлена ​​к нормальный и становится преломленным Играй так, что мы преломлены луч угол, под которым преломленный луч делает с нормальным называется угол преломления r вот так из этого рисунка я надеюсь вы поняли, как луч света будем путешествовать когда он идет из более редкого оптическая обычная среда в оптически более плотная среда, которую он изгибает к нормальному и наоборот правда, если свет движется от более плотного к более редкому буду вдали от нормального, так что спасибо, и если ты есть какие-либо вопросы, пожалуйста, опубликуйте свой комментарии ниже также, если вам это нравится видео пожалуйста, не забудьте подписаться на Канал Lido для большего количества таких видео Спасибо.

Теперь вы это видите … Проверка преломления света

Ключевые концепции
Свет
Преломление
Отражение
Показатель преломления

Введение
Если налить воду в прозрачный стакан, какого он цвета? Понятно, правда? Но что произойдет, если вы попытаетесь посмотреть сквозь него, чтобы увидеть мир по ту сторону стекла? Он выглядит немного искаженным, может быть, немного более расплывчатым и неровным.Если вода прозрачная, почему мы не можем ее ясно видеть? Ответ связан с тем, как свет проходит через воду, стекло и другие прозрачные материалы. Подобно тому, как вы пытаетесь бегать в бассейне, когда свет пытается пройти через воду или стекло, он замедляется. Когда свет замедляется, он либо отражается от материала, либо изгибается при прохождении сквозь него. Мы можем видеть эти изменения в свете, который указывает нам на наличие чего-то. В этом упражнении вы будете играть со светом, чтобы нормальные объекты появлялись и исчезали!

Фон
Когда свет, распространяющийся по воздуху, попадает в воду, часть света отражается от воды.Остальной свет проходит через воду, но при попадании в воду он изгибается (или преломляется). То же самое происходит, когда свет попадает в стекло или любой другой прозрачный материал. Часть света отражается от объекта, тогда как остальной свет проходит сквозь него и преломляется.

Все материалы имеют так называемый показатель преломления, который связан с тем, насколько быстро свет может проходить через материал. Когда свет проходит через воздух и попадает в другой прозрачный материал (например, стекло), он меняет скорость, и свет отражается и преломляется стеклом.Это приводит к тому, что мы видим стекло, потому что оно отражает и преломляет свет иначе, чем воздух вокруг него. Изменение света позволяет нам отличать один объект от другого. Однако, если прозрачный объект окружен другим материалом с таким же показателем преломления, свет не изменит скорость при входе в объект. В результате вы не сможете увидеть объект.

В этом упражнении вы увидите, как показатель преломления различных материалов помогает нам видеть (или не видеть!) Объекты, когда свет проходит через них!

Материалы

  • Две прозрачные стеклянные банки, высокие миски или стаканы вместимостью не менее восьми унций (Совет: стекло Pyrex особенно хорошо подходит для этой деятельности.)
  • Растительное масло, примерно 14 унций или достаточно, чтобы наполовину наполнить один из стаканов (Совет: избегайте использования «легкого» растительного масла для этого упражнения.)
  • Стеклянная пипетка (также подойдет пластиковая пипетка или прозрачная пластиковая трубочка для питья. Если вы используете трубочку для питья вместо пипетки, каждый раз, когда вы опускаете соломинку, держите палец сверху, чтобы избежать попадания жидкости в соломинку. сказать вам, когда отпустить палец.)
  • Прочие предметы из прозрачного стекла, такие как мрамор, бусы, увеличительное стекло или стеклянные мешалки (необязательно)

Подготовка

  • Наполните одну банку растительным маслом до половины.
  • Наполните половину другой емкости водой.
  • Перед началом занятия убедитесь, что ваша пипетка чистая.
  • Установите плоскую рабочую поверхность, которую можно очистить, если на нее прольется вода или масло.

Процедура

  • Возьмите пипетку (или соломинку) и, не сжимая ее, опустите в банку с водой. (На этом этапе не набирайте воду пипеткой или соломинкой.) Что вы заметили в пипетке? Вы все еще видите это? Насколько ясно?
  • Удерживая пипетку в воде, надавите на верхнюю часть, чтобы набрать воду.Если вы используете соломинку, отпустите палец сверху, чтобы погруженная соломинка наполнилась водой. Изменилось ли что-нибудь в пипетке после того, как она наполнилась водой? Становится ли пипетка легче или труднее видеть, когда она наполнена водой?
  • Выньте пипетку из воды и отожмите всю лишнюю жидкость.
  • Погрузите пипетку в масло, не сдавливая его. На этом первом этапе убедитесь, что масло не всасывается. Что вы заметили в пипетке? Вы все еще можете это видеть? Было ли легче увидеть пипетку, когда она была в воде?
  • Сожмите пипетку, чтобы она наполнилась маслом. (При использовании соломинки уберите палец с верха, чтобы погруженная соломинка наполнилась маслом.) Что произошло? Вы все еще видите пипетку? Сейчас его увидеть легче или труднее, чем когда он был пуст?
  • Снимите пипетку с масла в банке и отожмите излишки масла.
  • Медленно и осторожно вылейте масло из банки в банку с водой. Если вы сделаете это очень осторожно, масло ляжет прямо на воду! (Ничего страшного, если они смешаются, они разделятся, когда вы перестанете лить.)
  • Дайте маслу и воде отстояться и разделиться (около одной-двух минут). Что вы заметили в масле? В нем есть пузыри? Если есть пузыри, внимательно посмотрите на них и посмотрите, поднимаются ли они или опускаются. Если они тонут, это на самом деле пузырьки воды, застрявшие внутри масла!
  • Наполните пипетку (или соломинку) маслом из банки, а затем медленно погрузите ее через слой масла так, чтобы пипетка была видна как в слое воды внизу, так и в слое масла. Посмотрите на капельницу в слое воды, затем в слое масла. Чем отличается пипетка в этих двух слоях? Легче увидеть капельницу в масле или в воде?
  • Когда нижний кончик пипетки находится в слое воды, сожмите пипетку, чтобы вытеснить масло внутри, и дайте ей наполниться водой. Снова обратите внимание на капельницу масла в водном и масляном слоях. На этот раз легче увидеть капельницу в масле или в воде?
  • Extra: Попробуйте повторить это упражнение, используя стеклянные предметы, такие как шарики, бусы, очки или линзы.(Убедитесь, что у вас есть разрешение опробовать любой предмет, прежде чем использовать его.) Обратите внимание, какие предметы труднее всего увидеть, когда вы держите их в масле, а не в воде. Как вы думаете, почему?

Наблюдения и результаты
Неужели пипетка стала невидимой (или, по крайней мере, труднее увидеть), когда она была наполнена маслом и погружена в масло? Это то, что ожидается. Также, возможно, было трудно увидеть, когда он находился в воде (и был полон воды).

Пипетка «исчезает» из-за того, как мы видим свет, когда он встречается со стеклом. Когда свет попадает на стеклянный объект, часть света отражается (или отражается) от стекла. Остальной свет продолжает проходить через стеклянный объект, но свет изгибается (или преломляется), когда движется от воздуха к стеклу.

Показатель преломления масла очень близок к показателю преломления стекла. Следовательно, когда свет проходит через масло и попадает в стеклянную пипетку, очень мало его отражается или преломляется.В результате мы видим в масле только «призрак» пипетки.

Больше для изучения
Демонстрация преломления света, из PBS Learning Media
Использование лазера для измерения скорости света в желатине, из Science Buddies
Измерение содержания сахара в жидкости с помощью лазерной указки, из Science Buddies

Эта деятельность предоставлена ​​вам в сотрудничестве с Science Buddies

Видимый свет | Управление научной миссии

Что такое спектр видимого света?

Спектр видимого света — это сегмент электромагнитного спектра, который может видеть человеческий глаз.Проще говоря, этот диапазон длин волн называется видимым светом. Обычно человеческий глаз может определять длины волн от 380 до 700 нанометров.

ДЛИНА ВОЛНЫ ВИДИМОГО СВЕТА

Все электромагнитное излучение — это свет, но мы можем видеть только небольшую часть этого излучения — часть, которую мы называем видимым светом. Конусообразные клетки наших глаз действуют как приемники, настроенные на длины волн в этой узкой полосе спектра. Другие части спектра имеют длины волн слишком большие или слишком маленькие и энергичные для биологических ограничений нашего восприятия.

Поскольку полный спектр видимого света проходит через призму, длины волн разделяются на цвета радуги, потому что каждый цвет имеет разную длину волны. Фиолетовый имеет самую короткую длину волны, около 380 нанометров, а красный — самую длинную волну, около 700 нанометров.

(слева) Эксперимент Исаака Ньютона в 1665 году показал, что призма изгибает видимый свет и что каждый цвет преломляется под немного другим углом в зависимости от длины волны цвета.Предоставлено: Трой Бенеш. (справа) Каждый цвет радуги соответствует разной длине волны электромагнитного спектра.

КОРОНА СОЛНЦА

Солнце является основным источником волн видимого света, которые воспринимаются нашими глазами. Самый внешний слой атмосферы Солнца, корона, можно увидеть в видимом свете. Но он настолько тусклый, что его нельзя увидеть, кроме как во время полного солнечного затмения, потому что яркая фотосфера подавляет его. Фотография ниже была сделана во время полного солнечного затмения, когда фотосфера и хромосфера почти полностью заблокированы Луной.Сужающиеся узоры — корональные стримеры — вокруг Солнца формируются направленным наружу потоком плазмы, которая формируется линиями магнитного поля, простирающимися на миллионы миль в космос.

Кредит: © 2008 Милослав Друкмюллер, Мартин Дитцель, Петер Аниол, Войтех Рушин

ЦВЕТ И ТЕМПЕРАТУРА

По мере того, как объекты становятся более горячими, они излучают энергию, в которой преобладают более короткие волны, меняя цвет на наших глазах. Пламя паяльной лампы переходит от красноватого к голубоватому по мере того, как оно становится более горячим.Точно так же цвет звезд сообщает ученым об их температуре.

Наше Солнце излучает больше желтого света, чем любой другой цвет, потому что температура его поверхности составляет 5 500 ° C. Если бы поверхность Солнца была холоднее, скажем, на 3000 ° C, она выглядела бы красноватой, как звезда Бетельгейзе. Если бы Солнце было горячее, скажем, 12000 ° C, оно выглядело бы синим, как звезда Ригель.

Эксперимент Исаака Ньютона в 1665 году показал, что призма изгибает видимый свет и что каждый цвет преломляется под немного другим углом в зависимости от длины волны цвета.

Кредит: Дженни Моттар; Изображение предоставлено SOHO / консорциум

Камера HiRISE, установленная на борту космического корабля MarsReconnaissance Orbiter (MRO), сделала это захватывающее изображение кратера Виктория в видимом свете Фото: НАСА / Лаборатория реактивного движения / Университет Аризоны

СПЕКТРЫ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ЗНАКИ

Тщательное изучение спектра видимого света от нашего Солнца и других звезд обнаруживает узор из темных линий, называемых линиями поглощения.Эти закономерности могут предоставить важные научные подсказки, которые раскрывают скрытые свойства объектов во Вселенной. Определенные элементы в атмосфере Солнца поглощают свет определенных цветов. Эти образцы линий в спектре действуют как отпечатки пальцев для атомов и молекул. Например, глядя на спектр Солнца, можно увидеть, что отпечатки пальцев на элементах очевидны тем, кто разбирается в этих закономерностях.

Узоры также видны на графике отражательной способности объекта. Элементы, молекулы и даже клеточные структуры обладают уникальными характеристиками отражательной способности.График отражательной способности объекта в спектре называется спектральной сигнатурой. Спектральные характеристики различных объектов Земли в видимом спектре света показаны ниже.

Кредит: Джинни Аллен

АКТИВНОЕ ДИСТАНЦИОННОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ — АЛЬТИМЕТРИЯ

Лазерная альтиметрия — пример активного дистанционного зондирования с использованием видимого света. Инструмент НАСА с лазерной системой высотомера (GLAS) на борту спутника измерения высоты льда, облаков и суши (ICESat) позволил ученым рассчитать высоту полярных ледяных щитов Земли с помощью лазеров и дополнительных данных.Изменения высоты во времени помогают оценить изменения количества воды, хранящейся в виде льда на нашей планете. На изображении ниже показаны данные о высоте над ледниковыми потоками Западной Антарктики.

Лазерные высотомеры

также могут выполнять уникальные измерения высоты и характеристик облаков, а также высоты и структуры растительного покрова леса. Они также могут определять распространение аэрозолей от таких источников, как пыльные бури и лесные пожары.

Кредит: НАСА / Центр космических полетов Годдарда

Начало страницы | Далее: Ультрафиолетовые волны


Цитирование
APA

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление научных миссий.(2010). Видимый свет. Получено [укажите дату — например, 10 августа 2016 г.] , с веб-сайта NASA Science: http://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight

MLA

Управление научной миссии. «Видимый свет» NASA Science . 2010. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. [укажите дату — например, 10 августа 2016 г.] http://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight

The Nature of Light — The Physics Hypertextbook

Обсуждение

введение

Свет — это поперечная электромагнитная волна, которую может увидеть обычный человек.Волновая природа света была впервые проиллюстрирована с помощью экспериментов по дифракции и интерференции. Как и все электромагнитные волны, свет может распространяться в вакууме. Поперечный характер света можно продемонстрировать с помощью поляризации.

  • В 1678 году Христиан Гюйгенс (1629–1695) опубликовал Traité de la Lumiere , где он приводил доводы в пользу волновой природы света. Гюйгенс заявил, что расширяющаяся сфера света ведет себя так, как если бы каждая точка на фронте волны была новым источником излучения той же частоты и фазы.
  • Томас Янг (1773–1829) и Огюстен-Жан Френель (1788–1827) опровергли корпускулярную теорию Ньютона.

источников

Свет получают одним из двух способов…

  • Накаливание — это излучение света «горячей» материей (T 800 K).
  • Люминесценция — это излучение света, когда возбужденные электроны падают на более низкие энергетические уровни
    (в материи, которая может быть или не быть «горячей»).
Излучение
Виды свечения со специальными названиями
тип описание пример (ов) Определение CIE
фотолюминесценция , вызванные поглощением оптического излучения (ИК, света, УФ) включает флуоресценцию и фосфоресценцию Люминесценция, вызванная поглощением оптического излучения
флуоресценция излучение испускается в течение 10 нс после возбуждения люминесцентные лампы, черные чернила Испускание оптического излучения, когда вещество подвергается воздействию любого типа электромагнитного излучения, при этом испускаемое излучение обычно появляется в течение 10 нс после возбуждения.Флуоресценция возникает из-за «разрешенного» перехода, как правило, из возбужденного синглетного состояния в основное синглетное состояние.
фосфоресценция «задерживается» после возбуждения более чем на 10 нс «Светящиеся в темноте» плакаты и др. задержанное излучение оптического излучения, которое появляется через 10 нс или более после возбуждения. Технически термин «фосфоресценция» следует использовать только для отложенного излучения из-за «запрещенного перехода» из возбужденного триплетного состояния в основное синглетное состояние.
электролюминесценция , вызванные действием электрического поля немного наружной рекламы, немного ночников Свечение, вызванное действием электрического поля в газе или твердом материале
радиолюминесценция , вызванные поглощением рентгеновских лучей или радиоактивного излучения Наручные часы середины века с радиевым циферблатом Свечение, вызванное рентгеновскими лучами или радиоактивным излучением
хемилюминесценция вызвано энергией, выделяющейся в результате химической реакции светящиеся палочки Свечение, вызванное энергией, выделяемой в результате химической реакции
биолюминесценция Хемилюминесценция в живых организмах светлячков, рыб-удильщиков Хемилюминесценция живых организмов
триболюминесценция возникает, когда твердое тело трется или царапается (или рвется, или раздавливается) отшелушивающая прозрачная лента, кусающая Wint-O-Green Life Savers Свечение от действия механических сил
пьезолюминесценция возникает, когда твердое тело находится под изменяющимся механическим напряжением
термолюминесценция возникает при нагревании ранее возбужденного материала термолюминесцентное датирование термически активированная люминесценция, возникающая при нагревании ранее возбужденного люминесцентного материала
катодолюминесценция , вызванные ударами электронов ЭЛТ-дисплеи в телевизорах и компьютерах ХХ века Люминесценция, вызванная воздействием электронов на некоторые типы люминесцентных материалов, например на покрытие телевизионного экрана
антистоксово свечение Излучаемое излучение имеет более короткую длину волны, чем поглощенное излучение фотолюминесценция, излучение которой находится в спектральной области с более короткими длинами волн, чем у возбуждающего излучения
сонолюминесценция , вызванные лопнувшими пузырьками в жидкости, образованной звуковыми волнами shrimpoluminescence: креветка-пистолет, креветка-богомол

скорость

Пока только заметки.Скорость света в вакууме обозначается буквой c от латинского celeritas — стремительность. Измерения скорости света.

Veramente non l’ho sperimentata, salvo che in lontananza piccola, cioè manco d’un miglio, dal che non ho potuto assicurarmi se veramente la comparsa del lume opposto sia instanea; ма бен, се non instantea, velocissima…. Фактически, я пробовал эксперимент только на небольшом расстоянии, менее мили, с которого я не мог с уверенностью установить, было ли появление противоположного света мгновенным или нет; но если не мгновенно, то необычайно быстро ….
Галилео Галилей, 1638 Галилео Галилей, 1638

Оле Рёмер (1644–1710) Дания. «Демонстрация трогательного движения люмьерных труб г-на Ремера Академии наук». Журнал де Скаванс . 7 декабря 1676 г. Идея Ремера заключалась в том, чтобы использовать транзиты луны Юпитера Ио для определения времени. Не местное время, которое уже было возможно, а «универсальное» время, которое было бы одинаковым для всех наблюдателей на Земле. Знание стандартного времени позволило бы определить свою долготу на Земле — удобную вещь, которую нужно знать при навигации по безликие океаны.

К сожалению, Io не оказались хорошими часами. Рёмер заметил, что время между затмениями становилось короче по мере приближения Земли к Юпитеру и длиннее по мере удаления Земли. Он предположил, что это изменение связано со временем, которое требуется свету, чтобы пройти меньшее или большее расстояние, и подсчитал, что время, за которое свет проходит диаметр орбиты Земли, расстояние в две астрономические единицы, составляет 22 минуты.

  • Скорость света в вакууме — универсальная постоянная во всех системах отсчета.
  • Согласно нынешнему определению метра, скорость света в вакууме составляет 299 792 458 м / с.
  • Скорость света в среде всегда меньше скорости света в вакууме.
  • Скорость света зависит от среды, в которой он движется. Скорость чего-либо, имеющего массу, всегда меньше скорости света в вакууме.

прочие характеристики

Амплитуда световой волны зависит от ее интенсивности.

  • Интенсивность — это абсолютная мера плотности мощности световой волны.
  • Яркость — это относительная интенсивность, воспринимаемая средним человеческим глазом.

Частота световой волны зависит от ее цвета.

  • Цвет — настолько сложная тема, что в этой книге есть отдельный раздел.
  • Монохроматический свет описывается только одной частотой.
    • Лазерный свет эффективно монохроматический.
    • В английском (и многих других языках) шесть простых названных цветов, каждый из которых связан с полосой монохроматического света.В порядке увеличения частоты это красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый .
    • Свет иногда также называют видимым светом , чтобы отличать его от «ультрафиолетового света» и «инфракрасного света»
    • Другие формы электромагнитного излучения, невидимые для человека, иногда также неофициально известны как «свет»
  • Полихроматический свет описывается множеством разных частот.
    • Почти каждый источник света полихроматичен.
    • Белый свет полихроматичен.

График зависимости относительной интенсивности от частоты называется спектром (во множественном числе: спектры ).
Хотя этот термин часто ассоциируется со светом, его можно применять к любым волновым явлениям.

  • Непрерывный спектр — это спектр, в котором каждая частота присутствует в некотором диапазоне.
    • Излучатели черного тела излучают непрерывный спектр.
  • Дискретный спектр — это спектр, в котором присутствует только четко определенный набор изолированных частот.
    (Дискретный спектр — это конечный набор монохроматических световых волн.)
    • Возбужденные электроны в газе излучают дискретный спектр.

Длина световой волны обратно пропорциональна ее частоте.

  • Свет часто описывается длиной волны в вакууме .
  • Свет имеет длину волны от 400 нм на фиолетовом конце до 700 нм на красном конце видимого спектра.

Разность фаз между световыми волнами может вызывать видимые эффекты интерференции.
(В этой книге есть несколько разделов, посвященных интерференционным явлениям и свету.)

Остатки о животных.

  • Сокол видит на 10 см. объект с расстояния 1,5 км.
  • Fly’s Eye имеет скорость слияния мерцания 300 / с. У людей скорость слияния мерцания составляет всего 60 / с при ярком свете и 24 / с при тусклом. Скорость слияния мерцания — это частота, с которой «мерцание» изображения не может быть выделено как отдельное событие. Как кадр из фильма … если вы его замедлите, вы увидите отдельные кадры.Ускорьте его, и вы увидите постоянно движущееся изображение. Глаз осьминога имеет частоту слияния мерцаний 70 / с при ярком свете.
  • Penguin имеет плоскую роговицу, которая обеспечивает четкое зрение под водой. Пингвины также могут видеть в ультрафиолетовом диапазоне электромагнитного спектра.
  • Sparrow Retina имеет 400 000 фоторецепторов на квадрат. мм.
  • Олени могут видеть ультрафиолетовые волны, что может помочь им увидеть контрасты в их преимущественно белом окружении.

Типы автомобильных фар и когда их следует использовать

В следующем месяце ваша маленькая девочка начинает заниматься водителем, и вы совершенно напуганы.Дело не в том, что вы беспокоитесь, что она не справится с этим; Дело в том, что вы не доверяете никакому другому водителю присматривать за вашим ребенком. Вы знаете, как важно для нее подготовиться, поэтому вы решили научить ее основам, находясь в безопасном месте в гараже.

Урок первый … загорается.

Хотя освещение должно быть легким (о чем свидетельствует закатывающиеся глаза вашей дочери при новостях о первом уроке), не все полностью осознают, насколько важно использовать правильное освещение в нужное время.Некоторые люди даже не знают обо всех фарах, которые есть в автомобилях. Вы хотите убедиться, что она не из этих людей.

Итак, с чего начать?

Огни на вашем автомобиле и как их использовать

Согласно Управлению автотранспортных средств Министерства транспорта, для успешного прохождения водительского экзамена вы должны уметь распознавать автомобильные фары, а также понимать, как ими пользоваться. Этот мандат якобы гарантирует, что водители будут правильно использовать фары своего автомобиля.К сожалению, многие водители «забывают» эти навыки после прохождения теста. Это ставит под угрозу не только их собственную жизнь, но и жизни других автомобилистов.

Различные автомобильные фары имеют особые функции: помогать водителю или сигнализировать другим водителям. При неправильном использовании или вообще не могут произойти несчастные случаи. Вот почему чрезвычайно важно уметь распознавать разные лампы и знать, когда их использовать.

Автомобильные фары включают:

  • Фары. Есть два типа фар — ближний свет и дальний свет. Эти огни позволяют водителю видеть проезжую часть в темноте, а также сигнализировать другим автомобилистам о присутствии автомобиля. Ближний свет обеспечивает распределение света, чтобы обеспечить достаточное переднее и поперечное освещение, не ослепляя других участников дорожного движения чрезмерным ослеплением. Лучи дальнего света обеспечивают интенсивное центрально-взвешенное распределение света без особого контроля бликов и должны использоваться только тогда, когда перед вами нет видимых автомобилей (идущих или идущих).
  • Задний фонарь. Задние фонари должны обеспечивать только красный свет в задней части транспортного средства и имеют такую ​​проводку, чтобы они горели всякий раз, когда включены фары. Это помогает водителям, идущим позади вас, распознавать, что вы там и насколько далеко впереди.
  • Дневные ходовые огни. Эти фонари расположены как спереди, так и сзади автомобиля и обычно включаются автоматически; хотя в некоторых машинах у вас есть возможность отключить их.Они созданы для того, чтобы сделать вас более заметным для других транспортных средств, но некоторые водители находят их отвлекающими на встречных машинах.
  • Противотуманные фары. Расположены рядом с фарами, эти фары обычно устанавливаются низко, чтобы свет не преломлялся в тумане и не падал обратно на вас (водителя). Их следует использовать только во время тумана, когда обычные фары не работают.
  • Сигнальные огни. Также известные как указатели поворота или «поворотники», они расположены в передней и задней части автомобиля, рядом с фарами и задними фонарями.Когда они активированы, они указывают другим водителям, что вы скоро будете поворачивать (в указанном направлении сигнала) и, скорее всего, будете замедляться, чтобы сделать это.
  • Стоп-сигналы. Расположенные сбоку от задних фонарей, они сигнализируют водителям о том, что вы замедляете движение или останавливаетесь. Поскольку они активируются только тогда, когда вы нажимаете на тормоза, вам не нужно беспокоиться о неправильном их использовании. Однако вы должны следить за тем, чтобы они содержались должным образом и не перегорели.
  • Огни аварийной сигнализации. Также известные как мигалки, они расположены в передней и задней части автомобиля. При включении они испускают мигающий сигнал, чтобы предупредить других водителей о том, что у вас возникла проблема, вы находитесь в беде, или предупредить о непосредственной опасности (камни на дороге, медленная похоронная процессия). Их следует использовать только в качестве предупреждений о бедствии или транспортных проблемах — ни в коем случае не в качестве стоп-сигнала или разрешения на незаконную парковку.
  • Фары дальнего света. Они расположены внутри кабины вашего автомобиля и используются для освещения кабины, чтобы пассажир или водитель мог безопасно проверять карты или направления или находить предметы в темноте.Их нельзя использовать в течение длительного времени.

Уменьшение количества дорожно-транспортных происшествий через просвещение

Поделитесь этой страницей в Facebook, Twitter или Google Plus, чтобы помочь распространить информацию о безопасности автомобилей. Эта информация может понадобиться вашим друзьям и близким. Помогите им найти его, щелкнув значки мультимедиа выше.

Были ли вы недавно травмы из-за ненадлежащего или опасного использования фонаря транспортного средства? Нужна дополнительная информация о том, как подать иск? Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить бесплатную консультацию и рассмотреть ваш случай.Наши знания и опыт помогут вам получить заслуженную компенсацию. Позвольте нам помочь вам увидеть сквозь эту трагедию свет в конце туннеля. Звоните сегодня!

Закон Пива — Теоретические принципы

Закон Пива — Теоретические принципы

Введение

Многие соединения поглощают ультрафиолетовый (УФ) или видимый (видимый) свет. На схеме ниже показан пучок монохроматического излучения лучистой мощности. P 0 , направленный на образец раствора.Происходит поглощение, и луч излучения, выходящий из образца, имеет лучистую мощность П .

Количество поглощенного излучения может быть измерено числом способов:

Коэффициент пропускания , T = P / P 0
% Коэффициент пропускания , % T = 100 т

Поглощение ,

A = журнал 10 P 0 / P
A = бревно 10 1 / T
A = бревно 10 100 /% T
A = 2 — лог 10 % Т

Последнее уравнение, A = 2 — log 10 % T , стоит запомнить, потому что он позволяет легко рассчитать оптическую плотность. из данных процентного коэффициента пропускания.

Проиллюстрирована взаимосвязь между оптической плотностью и пропусканием. на следующей диаграмме:

Итак, если весь свет проходит через раствор без любое поглощение, тогда поглощение равно нулю, а коэффициент пропускания равен 100%. Если весь свет поглощается, то коэффициент пропускания равен нулю, а поглощение бесконечно.


Закон Бера-Ламберта

Теперь давайте посмотрим на закон Бера-Ламберта и исследуем его значение.Это важно, потому что люди, которые пользуются законом, часто его не понимают — хотя уравнение, представляющее закон, настолько прямолинейно:

A = EBC

Где A — абсорбция (без единиц, так как A = log 10 P 0 / P )
e — молярная абсорбционная способность в единицах L моль -1 см -1
b — длина пути образца, то есть путь длина кюветы, в которой находится образец.Мы выразим это измерение в сантиметрах.
c — концентрация соединения в растворе, выраженная в моль. L -1

Причина, по которой мы предпочитаем выражать закон этим уравнением потому что абсорбция прямо пропорциональна другим параметрам, пока как закон соблюдается. Мы не собираемся заниматься отклонениями от закона.

Давайте рассмотрим несколько вопросов …

Вопрос: Почему мы предпочитаем использовать метод Бир-Ламберта? закон, использующий поглощение как меру поглощения, а не% T?

Ответ: Для начала давайте подумаем об уравнениях…

A = EBC

% T = 100 P / P 0 = e -ebc

Теперь предположим, что у нас есть раствор сульфата меди (который появляется синий, потому что он имеет максимум поглощения при 600 нм). Мы смотрим на путь в которого интенсивность света (сила излучения) изменяется при прохождении через раствор в кювете 1 см. Мы будем смотреть на уменьшение каждые 0,2 см как показано на схеме ниже. Закон гласит, что часть поглощенного света по каждому слою раствора одинаков. Для нашей иллюстрации предположим, что что эта доля составляет 0,5 для каждого «слоя» 0,2 см и рассчитать следующие данные:

Длина пути / см

0

0,2

0,4

0.6

0,8

1.0

% T

100

50

25

12.5

6,25

3,125

Абсорбция

0

0,3

0,6

0.9

1.2

1.5

A = EBC говорит нам, что поглощение зависит от общего количества абсорбирующего соединения. на пути света через кювету. Если мы построим график зависимости поглощения от концентрации, мы получаем прямую, проходящую через начало координат (0,0).

Обратите внимание, что Закон не соблюдается при высоких концентрациях. Это отклонение из Закона здесь не рассматривается.

Линейная зависимость между концентрацией и поглощением одновременно прост и понятен, поэтому мы предпочитаем выражать Закон Бера-Ламберта, использующий поглощение как меру поглощения, а не % T.

Вопрос: Какое значение имеет молярная абсорбционная способность, е?

Ответ: Для начала переставим уравнение A = ebc:

е = А / bc

На словах это соотношение может быть указано как « e является мерой количества света, поглощаемого на единицу концентрации ».

Молярная абсорбционная способность является константой для определенного вещества, Таким образом, если концентрация раствора уменьшается вдвое, уменьшается и поглощение, которое именно то, что вы ожидаете.

Давайте возьмем соединение с очень высоким значением молярной поглощающей способности, скажем 100000 л моль -1 см -1 , который находится в растворе в кювете с длиной оптического пути 1 см и дает оптическую плотность из 1.

е = 1 / 1 ´ c

Следовательно, c = 1 / 100,000 = 1 ´ 10 -5 моль л -1

Теперь давайте возьмем соединение с очень низким значением e, скажем 20 л моль -1 см -1 , который находится в растворе в кювете с длиной оптического пути 1 см и дает поглощение 1.

е = 1 / 1 ´ c

Следовательно, c = 1/20 = 0,05 моль л -1

Теперь ответ очевиден — соединение с высокой молярной абсорбционной способностью. очень эффективно поглощает свет (соответствующей длины волны), и следовательно, низкие концентрации соединения с высокой молярной абсорбционной способностью могут быть легко обнаруженным.

Вопрос: Какова молярная абсорбционная способность Cu 2+ ионов в водном растворе CuSO 4 ? Это 20 или 100000 л моль -1 см -1

Ответ: Я предполагаю, что вы считаете более высокое значение правильно, потому что растворы сульфата меди, которые вы видели, обычно красивый ярко-синий цвет.Однако фактическое значение молярной поглощающей способности составляет 20 л моль -1 см -1 ! Ярко-синий цвет виден, потому что концентрация раствора очень высокий.

b-каротин — органическое соединение содержится в овощах и отвечает за цвет моркови. Нашлось при чрезвычайно низких концентрациях. Возможно, вы не удивитесь, узнав, что молярная абсорбционная способность b-каротина составляет 100000 Л моль -1 см -1 !


Пересмотрите свое обучение

Теперь у вас должно быть хорошее представление о пиве Бир-Ламберта. Закон; различные способы, которыми мы можем сообщить о поглощении, и как они соотносятся друг другу.Вы также должны понимать важность молярной абсорбционной способности , и как это влияет на предел обнаружения конкретного соединения.

Закон Пива

Домашняя страница биологических наук
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *