L'envoi d'un faisceau lumineux à travers un échantillon inconnu peut révéler des secrets de sa composition - mais seulement si la mesure peut être adaptée aux caractéristiques connues des matériaux qui pourraient être dans l'échantillon. Une telle caractéristique est la section transversale, qui représente la quantité d'énergie d'un matériau absorbe ou disperse. Connaître les sections transversales pour différents matériaux est nécessaire de déterminer ce qui est dans un échantillon inconnu. Bien que la méthode est puissante, les mathématiques pour déterminer la section transversale sont simples.
Instructions
1 Mesurer l'aire du faisceau sonde. Le plus souvent, ce sera une question de mesure du diamètre d'un faisceau circulaire.
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Mesurer l'intensité du faisceau de sonde. Envoyer le faisceau de sonde à travers le porte-échantillon sans que le matériau à tester. Par exemple, si la sonde est un faisceau de lumière, il pourrait être envoyé à travers une cuvette de verre rempli d'eau - un tube à essai carré - dans un photodétecteur. Notez que la mesure que l'intensité initiale, I_zero.
3 Mettre un échantillon connu dans le porte-échantillon. Mesurer l'épaisseur de l'échantillon. L'échantillon pourrait être une épaisseur connue d'une substance solide, quelques gouttes mesurées d'une solution dans l'eau, ou une quantité connue d'un gaz dans une cellule de gaz.
4 Mesurer l'intensité du faisceau à travers l'échantillon. Tout doit être le même que dans l'étape 1, à l'exception de la présence de l'échantillon. Notez que la mesure I.
5 Diviser l'intensité enregistrée à l'étape 4 par l'intensité enregistrée à l'étape 2. Prenez le logarithme naturel du quotient. Diviser par l'épaisseur mesurée à l'étape 3. Sous forme d'équation, ceci est
(1 / épaisseur) * ln (I / I_zero).
6 Calculer le nombre de particules dans le faisceau. En fonction de la forme de l'échantillon, elle peut être calculée à partir de la densité et l'épaisseur de la matière solide, la concentration de l'échantillon liquide, ou la pression partielle du gaz. Le nombre de particules, N, sera la densité de particules, fois la superficie mesurée à l'étape 1 et l'épaisseur mesurée à l'étape 3.
7 Divisez le résultat de l'étape 5 par le résultat de l'étape 6. La section transversale est le négatif de ce calcul. Mathématiquement, l'équation est
section = - (1 / N) (1 / épaisseur) ln (I / I_zero).
Conseils et avertissements
- Il y a des complexités à fabriquer et d'utiliser des mesures de section transversale. Les références en ligne peuvent fournir des informations supplémentaires sur la mesure et l'interprétation de la section transversale.