3.1 При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить и составить конспект по теме «Вращение плоскости поляризации» из учебников, рекомендованных в библиографическом списке:
- для инженерных специальностей С.367 – 368 /1/, С.475 – 476 /2/, С.213 – 215 /4/;
- для неинженерных специальностей С.493 – 495 /3/.
3.2 Убедиться в том, что в кюветном отделении отсутствует кювета с жидкостью.
3.3 Включить лампу поляриметра в сеть (U = 220 В).
3.4 Поворотом корпуса поляриметра относительно лампы найти наибольшее освещение поля зрения.
3.5 С помощью муфты 6 (рисунок 2а) добиться четкой видимости поля зрения.
3.6 Вращением ручки 5 добиться равенства яркостей полей сравнения (равномерно затемненные поля) и произвести измерения угла j 0 следующим образом: определить, на сколько градусов повернута шкала лимба относительно нуля нониуса, а затем к полученному числу градусов прибавить десятые и сотые доли, отсчитанные по нониусу. Установку на равную яркость полей сравнения и измерение угла повторить 3 раза и вычислить среднее арифметическое угла , записать все измерения в таблицу 1.
|
|
Таблица 1 Результаты измерения угла поворота
плоскости поляризации
Наименование физических величин | ||||
Концентрация С, % | Номер опыта | Угол поворота j, град | , град | Коэффициент удельного вращения [ a ] |
0 | 1 |
|
| |
2 | ||||
3 | ||||
3 | 1 |
|
| |
2 | ||||
3 | ||||
С2 | 1 |
|
| |
2 | ||||
3 |
3.7 Установить трубку с раствором глюкозы известной концентрации С 1 в кюветное отделение. Проверить четкость изображения втулкой 6. Медленным поворотом ручки 5 добиться равномерно затемненного поля. Произвести измерение угла j 1. Таких повторов наводок сделать i = 3 и найти среднее арифметическое значение угла .
3.8 Поместить в кюветное отделение трубку с раствором неизвестной концентрации глюкозы С 2. провести вышеуказанные операции по наводке на резкость и получение равномерно затемненного поля. Измерить угол .
3.9 Измерить линейкой длину трубки l (трубки стандартные имеют длину 0,1 м или 0,2 м).
3.10 Зная концентрацию раствора С 1 и длину трубки l, рассчитать коэффициент удельного вращения сахара:
. (1)
3.11 Рассчитать неизвестную концентрацию С 2 по формуле:
. (2)
3.12 Провести оценку погрешностей – относительной и абсолютной по формуле:
, (3)
где D j 2, D j 1 и D j 2 – абсолютные погрешности измерения углов (в случае полного повторения опытов, погрешность угла следует взять по нониусу, т.е. D j = 0,050, инструментальную погрешность);
D С 1 – абсолютная погрешность известной концентрации должна быть указана на этикетке трубки и составляет не более 0,2 %.
|
|
Из формулы (3) следует найти абсолютную погрешность:
D С 2 = С 2 ×eс.
3.13 Записать результат работы в числовой форме:
С = (С 2 ± D С 2) %, εс = , %.
3.14 В конце отчета следует написать выводы.
Контрольные вопросы
4.1 Что представляет собой свет с точки зрения электромагнитной теории?
4.2 Запишите уравнение световой волны.
4.3 Какой свет называется естественным, а какой – поляризованным?
4.4 Сформулируйте закон Малюса, (поясните роль анализатора и поляризатора).
4.5 Какие вещества называются оптически активными?
4.6 Как записывается закон Био для вращения плоскости колебаний поляризованного света?
4.7 От чего зависит угол поворота плоскости поляризации оптически активных веществ?
4.8 Объясните назначение и принцип действия поляриметра?
4.9 Каким образом достигается разделение поля зрения на три части?
4.10 Приведите примеры применения поляриметров.