u-v法による凹面鏡と凸レンズの焦点距離

凸レンズ

一般的な光学レンズは、2 つの球面で構成されています。レンズの表面が外側に湾曲している場合、レンズを両凸レンズまたは単に凸レンズと呼びます。これらのレンズの中央は厚く、角は薄くなっています。

さらに、このタイプのレンズは、外側から発生した光線を反対側の点に収束させて集中させることができます。この点は焦点と呼ばれます。

u 対 v グラフ

グラフは、u 対 v のグラフを示しています。以下は、図のキーポイントです:

• グラフは双曲線であり、u =-f および v =f で漸近線を持ちます。つまり、F に配置されたオブジェクトのイメージは無限遠で形成され、無限遠に配置されたオブジェクトのイメージは F で形成されます。
• 点 C では u と v の大きさは同じですが、符号が逆です。つまり、v =-u =2f です。これは、u-v 曲線が直線 v =-u と交わる点です。オブジェクトがポールから 2f の距離に置かれると、そのイメージは同じ距離 (反対側) に生成されます。

1/u 対 1/v グラフ

1/u 対 1/v のグラフが図に表示されます。グラフは、v 軸上で傾きが 1 で切片が 1f の直線を示しています。オブジェクトが無限遠に置かれると、1/u はゼロに等しくなります。この例では、画像は焦点で作成されるため、v =f.

凹面鏡

凹面鏡は、集光鏡とも呼ばれ、反射面が内側に (入射光から離れて) くぼんでいます。光は凹面鏡によって単一の焦点に内側に反射されます。それらは光を集中させるために使用されます。凹面鏡は、凸面鏡とは異なり、アイテムと鏡の間の距離に基づいてさまざまな画像を生成します.

収束ミラーは、それらに当たる光を収集し、平行に入射する光線を焦点にそらします。ミラー サーフェスの法線はミラー上のさまざまなポイントで異なるため、光はさまざまなスポットでさまざまな角度で反射されます。

u 対 v グラフ

グラフは、u 対 v のグラフを示しています。この図のキー ポイントは次のとおりです。

• グラフは、u =f と v =f で漸近線を持つ双曲線です。つまり、画像は、F に配置されたオブジェクトの無限遠で作成され、F に配置されたオブジェクトの無限で作成されます。
• 点 C では、u =v =2f に対応して、u と v の値は等しくなります。これは、u-v 曲線が直線 v =u と交わる点です。これは鏡の曲率の中心を表します。

1/u 対 1/v グラフ

1/u 対 1/v のグラフが図に表示されます。グラフは、傾きが -1 で、1/v 軸の切片が 1/f の直線です。オブジェクトが無限遠に置かれると、1/u はゼロに等しくなります。この例では、画像は焦点で作成されるため、v =f.

凹面鏡の焦点距離を求める

凹面鏡の焦点距離は、次の方法で取得できます。

• 凹面鏡は、光の反射の法則に従う内側に湾曲した反射面を持つ球面鏡です。
• 遠くの物体からの光線は、互いに平行であると考えることができます。
• 生成された画像が実際の、反転された、サイズが非常に小さい場合、平行光線は鏡の前で一点に集まります。
• 凸レンズによって作成された画像は本物であり、モニターで見ることができます。
• 凹面鏡の主軸 P と焦点 F の差は、文字 f で表されます。

凸レンズの焦点距離を求める

以下は、凸レンズの焦点距離を決定するためのいくつかの方法です:

• 収束レンズとも呼ばれる凸レンズは、中央が厚く、端が薄くなっています。
• 凸レンズの反対側では、平行光線からの屈折光線が収束します。
• レンズの焦点で画像をキャプチャすると、実際の画像が反転し、非常に小さくなります。
• レンズの焦点距離は、光学中心と主焦点の間の距離として定義されます。
• レンズによって作られる画像は実際のものなので、画面上で取得できます。

u-v法実験の手順

UV分光光度計のキャリブレーション

製薬業界では、紫外可視分光光度計が分析目的で品質管理部門で一般的に利用されています。紫外可視分光光度計の校正は、精度と機能状態を維持するために定期的に行われます。

部品による紫外可視分光光度計の校正

• 吸収セル
• 吸光度の制御
• 測光直線性
• 迷光の限界
• 解決力
• 波長の制御

吸収セル

キュベットを 240 nm のミリ Q 水で満たします。個々のキュベットの吸光度は 0.093 を超えてはなりません。

両方のキュベットを 1 つずつ 180 度回転させます。

承認基準 :キュベットの回転による吸光度の差が 0.005 未満であること。

吸光度の制御

UV 領域の場合:

調製済みの 0.005M 硫酸:

130°C で一定の​​重量になるまで乾燥させた重クロム酸カリウム 60.0 mg を 1000.0 ml で量り、0.005 M 硫酸に正確に溶解します。

ブランクとして 0.005 M 硫酸を使用して、235 nm、257 nm、313 nm、および 350 nm で吸光度を測定します。

可視領域の場合:

重クロム酸カリウム 60.0 mg、130°C で一定重量になるまで乾燥させ、100.0 ml メスフラスコに移し、0.005 M 硫酸に溶解

ブランクとして 0.005M 硫酸を使用して、430 nm での吸光度を測定します。

測光直線性:

50 ml のメスフラスコで、重クロム酸カリウム 50 mg を 0.005 M 硫酸に溶解します。

さらに、前述の溶液を次のように希釈します。

100 ml =1 ミリリットル

100ml×2ミリリットル

100ml×3ml

100 ml x 4 ミリリットル

100ml×5ミリリットル

235、257、313、および 350 nm の波長で、各希釈液を 3 回連続して読み取ります。

承認基準: 各波長の平均値は 0.999 です。

迷光の限界

水をブランクとして使用し、1.2% 塩化カリウム水溶液の吸光度を 200 nm で記録します。

承認基準: 吸光度は少なくとも 2.0 でなければなりません。

解決力

250nm から 300nm で、ヘキサン溶液中の 0.02% v/v トルエンのスペクトルを記録します。

承認基準: 266 nm 付近での最小吸光度に対する 269 nm での最大吸光度の比率は、1.5 未満であってはなりません。

波長の制御

4.0 % w/v の酸化ホルミウム溶液を作るには、1.0 g の酸化ホルミウムを 1.4 M 過塩素酸 25 mL に溶解します。

参照溶液として 1.4 M 過塩素酸を使用して、200 nm から 600 nm までの過塩素酸ホルミウム溶液のスペクトルを記録します。

結論

一般的な光学レンズは、2 つの球面で構成されています。レンズの表面が外側に湾曲している場合、レンズを両凸レンズまたは単に凸レンズと呼びます。これらのレンズの中央は厚く、コーナーは薄くなっています。さらに、このタイプのレンズは、外側から発生した光線を反対側の点に収束させて集中させることができます。この点は焦点と呼ばれます。

凹面鏡は、集光鏡とも呼ばれ、反射面が内側に (入射光から離れて) くぼんでいます。光は凹面鏡によって単一の焦点に内側に反射されます。それらは光を集中させるために使用されます。凹面鏡は、凸面鏡とは異なり、アイテムと鏡の間の距離に基づいてさまざまなイメージを生成します。収束ミラーは、それらに当たる光を収集し、平行に入射する光線を焦点にそらします。ミラー サーフェスの法線はミラー上のさまざまなポイントで異なるため、光はさまざまなスポットでさまざまな角度で反射されます。