Конструктивное исполнение комплекса.
Комплекс КСВУ-23 состоит из отдельных блоков, или модулей: источника излучения, осветителя, монохроматора, кюветного отделения, фотоприемного устройства и электронного блока управления и обработки сигнала. Функциональное назначение каждого модуля описано выше (см. рис. 3).
Рис.3. Общий вид комплекса КСВУ-23.
Выполнение работы.
3.1. Изучить методические указания и необходимую сопутствующую документацию (характеристики используемых источников света, дифракционных решеток, ФЭУ).
3.2. Получить задание у преподавателя на исследование абсорбционных спектров твердых или жидких образцов.
3.3. Подключить сигнально-управляющий кабель от КСВУ к СОМ-порту персонального компьютера.
3.4. Включить КСВУ и компьютер.
3.5. После загрузки вызвать программу «Колдун-2».
3.6. После появления основного окна программы щелкнуть по значку «Начать измерения». При этом должно появиться настроечное окно комплекса (рис. 4 ). Если оно не появляется, а вместо этого появляется окно с констатацией отсутствия сигналов на СОМ-портах, проверить наличие подключения соответствующих разъемов к СОМ-портам. При этом: запрещается что-либо подключать или отключать при включенном компьютере! (см. рис. 4)
Рис.4. Интерфейс программы «Колдун-2» для настройки комплекса.
3.7. После появления окна настройки комплекса обеспечить соответствие обозначенных в окне элементов комплекса (решетки и ФЭУ) фактически установленным.
|
|
|
ВНИМАНИЕ! Категорически запрещается открывать крышку кожуха монохроматора без преподавателя! Дифракционная решетка — элемент особой прецизионности, поэтому любое прикосновение к ней, равно как и лишнее проникновение внутрь кожуха кюветной камеры, чревато в лучше случае разъюстировкой оптической схемы, в худшем — повреждением решетки или крепежно-юстировочных приспособлений. Все это означает выход спектрального прибора из строя.
3.8. Настроить блок управления на соответствие показаний счетчика длин волн монохроматора и исходного значения длины волны в окне программы.
3.9. Установить диапазон перестройки длин волн в процессе измерения.
3.10. Провести измерения спектральных характеристик заданных преподавателем образцов, для чего предварительно поместить исследуемые образцы в кюветную камеру.
ВНИМАНИЕ! Категорически запрещается открывать крышку кюветной камеры, не убедившись, что входное окно ФЭУ ЗАКРЫТО. Открывать указанную крышку можно только при закрытом окне! (рис. 5)
а) б)
Рис.5. Размещение образца в кюветной камере(а); исследуемый образец внутри кюветной камеры (б).
|
|
|
3.11. После проведения измерений сохранить результаты либо в текстовом формате, либо в Excel. Последнее предпочтительнее, поскольку в ходе обработки результатов текстовые файлы все равно приходится преобразовывать в Excel. Для преобразования результатов измерений в Excel имеется опция КОПИРОВАТЬ в основном рабочем окне программы «Колдун-2». Если же предполагается только сохранять результаты в виде HTML-файла, то следует использовать опцию СОХРАНИТЬ. Просмотр в виде графика, рисуемого на экране в процессе анализа спектра, возможен только в случае установки на компьютере программы «Колдун-2»(см. рис.6). В остальных случаях требуется вторичное построение графика в любом графическом редакторе (Excel, Mathcad, Advanced Grapher и т.п.).
Рис.6. Вид спектра на экране дисплея.
3.12. Подготовить отчет о проделанной работе с представлением полученных спектров в виде графиков зависимости поглощения образца от длины волны с описанием всей процедуры измерений и объяснениями полученных особенностей.
Отчет должен содержать:
· титульный лист с полным названием университета, факультета и кафедры, названием лабораторной работы, ФИО исполнителя и номера группы. Также должен быть указан год выполнения работы;
|
|
|
· цель работы;
· схему экспериментальной установки с описанием назначения каждого элемента схемы;
· результаты исследований в виде таблиц и графиков;
· результаты обработки экспериментальных данных с описанием метода обработки этих данных;
· количественные и качественные выводы по результатам исследований. Оценка качества выполнения лабораторной работы
В соответствии с рабочей программой дисциплины «Биомедицинская оптика» лабораторная работа оценивается в 10 рейтинговых баллов. Итоговая оценка учитывает уровень подготовки студента к работе, качество её выполнения и защиту.
Перед началом лабораторной работы студент должен ознакомиться с настоящим описанием, а перед защитой — с рекомендуемой литературой.
1. Оценка готовности студента к выполнению лабораторной работы – опрос перед началом работы (3 балла).
2. Качество оформления отчёта (максимум – 4 балла):
- отчёт оформлен полностью с первой попытки – 4 балла;
- отчёт оформлен полностью после исправлений – 2 балла;
- отчёт не оформлен к установленному сроку – 0 баллов.
Студенту, выполнившему лабораторную работу, предоставляется возможность исправить отчёт и сдать повторно на проверку.
|
|
|
3. Защита в форме опроса, включающего контрольные вопросы, максимальная оценка – 3 балла.
4. Замечание по дисциплине или за демонстративное уклонение от работы — до минус 3-х баллов.
Лабораторная работа считается выполненной, если студент её защитил и получил в сумме не менее 6 баллов. Студенты, допущенные к защите, но не набравшие установленного минимума баллов, могут быть допущены к повторной защите в сроки, установленные кафедрой.
Контрольные вопросы.
1. Что такое волновое число? Определить границы видимого спектра в единицах волновых чисел и в частотных единицах (герцах).
2. Перечислить основные преимущества и недостатки дифракционных спектральных приборов по сравнению с призменными и интерференционными.
3. Зачем в спектральном комплексе КСВУ-23 используются оптические фильтры, отсекающие высокие порядки дифракции?
4. Оценить дисперсионную область используемых в комплексе КСВУ-23 дифракционных решеток. Нельзя ли обойтись в рабочем диапазоне комплекса (200-1200 нм) только одной решеткой? Каковы в этом случае должны быть ее параметры?
5. У экспериментатора возникло подозрение, что калибровка по длинам волн монохроматора МДР-23, входящего в состав комплекса КСВУ-23, неверна. Как проверить правильность калибровки, если имеется неон-гелиевый лазер, излучающий на длине волны 632,8 нм?
6. При исследовании спектров жидкого препарата с очень большим поглощением (например, цельной крови) получаются на выходе кюветной камеры очень слабые сигналы, не дающие возможность исследовать форму спектральной линии поглощения. Как следует поступить в этом случае, чтобы желаемую форму все-таки получить?
7. Монохроматор МДР-23 на входе и выходе снабжен щелями, ширина которых регулируется с высокой точностью (0,01 мм) с помощью микровинтов. Какие характеристики наблюдаемого спектра определяются шириной каждой из щелей и почему?
8. Основное назначение рассматриваемого спектрофотометрического комплекса — исследование спектров пропускания, позволяющее определить с помощью несложных (описанных выше) вычислительных операций спектры поглощения исследуемых образцов. Как следует поступить, если требуется на данном спектрофотометрическом комплексе исследовать спектры испускания?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.
1. Тарасов К.И. Спектральные приборы. — Л.: Машиностроение, 1968.
2. Скоков И.В. Оптические спектральные приборы. ― М.: Машиностроение, 1984.
3. Новицкий Л.А.(ред.) Оптико-электронные приборы для научных исследований. ― М.: Машиностроение, 1986.
4. Кизель В.А. Практическая молекулярная спектроскопия. ― М.: МФТИ, 1998.
5. Грибов Л.А.. От теории спектров к теории химических превращений. — М.: Едиториал УРСС, 2001.
6. Шайдуров В.О. Спектральные приборы в биомедицинских исследованиях. Учебное пособие. ― М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003.
Дата добавления: 2021-04-15; просмотров: 327; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!