25
2020
06

溶液颜色随浓度的变化

我们现在有这样一个问题,一杯溶液,给定浓度,求颜色。

想象一下,如果我们把杯子一切两半,就得到了一前一后两个半透明的杯子,问题就转化成了两个半透明色的叠加

颜色叠加公式:

为了简单,我们切杯子的时候平均切,也就是让a1=a2,c1=c2。

那么c=c1=c2;

a=2a-a^2

对于给定浓度为x的溶液,c是定值,不用考虑,只需要计算a就可以。设a=f(x)。

满足以下几个公式:

f(0)=0;

f(∞)=1;

f(2x) = 2f(x) -[f(x)]^2

可以推出(可以反代回去验证):

f(x) = 1-e^(-x)

是这样一条曲线。

一开始颜色变化很快,最后越来越慢,趋近于完全不透明。

化学中有一种方法叫比色法:比色分析法是利用被测溶液本身的颜色,或加入试剂后呈现的颜色,用眼睛(或目测比色计)观察、比较溶液颜色深度,或用光电比色计进行测量以确定溶液中被测物质浓度的方法。比色法包括目视比色法和光电比色法。

我们不要求数值精确,只要视觉上看起来过得去就行,所以可以应用上面的指数模型,通过添加一些可以调整的参数,达到不同的效果。

比一开始用的纯线性模型,分段线性模型,效果更好,也更合理,也更容易扩展。

数学建模很重要。



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