Порядок выполнения работы

Для выполнения работы вам выдаются несколько водных растворов глицерина с известными концентрациями и один раствор глицерина с неизвестной концентрацией. Показатель преломления каждого раствора следует измерить двумя методами: скользящего луча и полного внутреннего отражения.

1. Отведите оправу с осветительной призмой вверх до отказа. Нанесите на плоскость 2 измерительной призмы несколько (4 или 5) капель исследуемого раствора так чтобы после опускания осветительной призмы вся плоскость была покрыта жидкостью. Следует при этом избегать прикосновения пальцами к плоскостям призм и к исследуемой жидкости.

2. Опустите осветительную призму. Подождите несколько секунд до выравнивания температуры жидкости и призм. Откройте осветительное оконце 13 (рис. 6, а), включите настольную лампу и осветите ей оконце и зеркало 10. Зеркало 14 (рис.6, б) должно при этом закрывать отверстие в оправе измерительной призмы.

3. Вращая головку 8, получите резкую бесцветную картину света и темноты. С помощью головки 9 совместите границу с центром креста. Снимите отчет по шкале головки 8. Вертикальная линия в нижнем оконце окуляра в этот момент указывает значение показателя преломления. Поставьте головки 8 и 9 в произвольные положения и повторите наводку. Проделайте это 5 раз.

Для каждого раствора заполняется таблица, подобная таблице 1. Полученные результаты занесите в первые два столбца таблицы.

4. Закройте оконце 13 и отклоните зеркало 14. Выполните 5 измерений так, как описано выше. Результаты занесите в третий и четвертый столбцы таблицы.

Таблица 1. Результаты эксперимента и расчетов

Концентрация раствора, = … %

№ измерения	Метод скользящего луча	Метод полного внутреннего отражения

1
2
3
4
5

5. Отведите вверх осветительную призму, тщательно протрите поверхности призм, выполните измерения для других растворов.

6. Постройте график зависимости от концентрации раствора . Эта зависимость линейна для малых концентраций. Проведите прямую линию методом наименьших квадратов. Определите по графику неизвестную концентрацию.

Обработка измерений

Рассчитайте средние значения показателей преломления и величин . С помощью таблицы 2 по определите , а с помощью таблицы 3 по определяются значения и (см. примеры). берется со знаком «+», если 30, и со знаком «–», если >30. Для облегчения интерполяции в таблицах 2 и 3 приведены столбцы разностей: , и .

Вычислите среднюю дисперсию по формуле

(5)

и коэффициент дисперсии по формуле

(6)

Результаты занесите в таблицы.

Пример 1. Вода при 20° С

=1,3330; =41,9; =–0,584; =0,02471; =0,03220;

=0,00591

=56,3

Пример 2. Сероуглерод при 20° С

==1,6278; =20,46; =0,479; =0,02430; =0,01922;

=0,03351

=18,7

Таблица 2. Значения при различных значениях

		в един. 10-3 для =0,1
0	1,000	0,1	60
1	0,999	0,4	59
2	0,995	0,4	58
3	0,988	1,0	57
4	0,978	1,2	56
5	0,966	1,5	55
6	0,951	1,7	54
7	0,934	2,0	53
8	0,914	2,3	52
9	0,891	2,5	51
10	0,866	2,7	50
11	0,839	3,0	49
12	0,809	3,2	48
13	0,777	3,4	47
14	0,743	3,6	46
15	0,707	3,8	45
16	0,669	4,0	44
17	0,629	4,1	43
18	0,588	4,3	42
19	0,545	4,5	41
20	0,500	4,6	40
21	0,454	4,7	39
22	0,407	4,9	38
23	0,358	4,9	37
24	0,309	5,0	36
25	0,259	5,1	35
26	0,208	5,2	34
27	0,156	5,2	33
28	0,104	5,2	32
29	0,052	5,2	31
30	0,000	5,2	30

Таблица 3. Значения и при различных значениях

		в един. 10-5 для =0,001		в един. 10-5 для =0,001
1,300	0,02487	–0,5	0,03271	–1,4	1,300
1,310	0,02482	–0,5	0,03257	–1,5	1,310
1,320	0,02477	–0,4	0,03242	–1,7	1,320
1,330	0,02473	–0,5	0,03225	–1,8	1,330
1,340	0,02468	–0,5	0,03207	–2,0	1,340
1,350	0,02463	–0,4	0,03187	–2,2	1,350
1,360	0,02459	–0,4	0,03165	–2,3	1,360
1,370	0,02455	–0,4	0,03142	–2,4	1,370
1,380	0,02451	–0,4	0,03118	–2,6	1,380
1,390	0,02447	–0,4	0,03092	–2,8	1,390
1,400	0,02443	–0,3	0,03064	–2,9	1,400
1,410	0,02440	–0,3	0,03035	–3,1	1,410
1,420	0,02437	–0,3	0,03004	–3,2	1,420
1,430	0,02434	–0,3	0,02972	–3,4	1,430
1,440	0,02431	–0,3	0,02938	–3,6	1,440
1,450	0,02428	–0,3	0,02902	–3,7	1,450
1,460	0,02425	–0,2	0,02865	–3,9	1,460
1,470	0,02423	–0,2	0,02826	–4,1	1,470
1,480	0,02421	–0,2	0,02765	–4,2	1,480
1,490	0,02419	–0,1	0,02743	–4,5	1,490
1,500	0,02418	–0,1	0,02698	–4,6	1,500
1,510	0,02417	–0,1	0,02652	–4,9	1,510
1,520	0,02416	–0,1	0,02603	–5,1	1,520
1,530	0,02415	–0,0	0,02552	–5,3	1,530
1,540	0,02415	–0,0	0,02499	–5,5	1,540
1,550	0,02415	–0,0	0,02444	–5,7	1,550
1,560	0,02415	+0,1	0,02387	–6,0	1,560
1,570	0,02416	+0,1	0,02327	–6,3	1,570
1,580	0,02417	+0,2	0,02264	–6,5	1,580
1,590	0,02419	+0,2	0,02199	–6,9	1,590
1,600	0,02421	+0,3	0,02130	–7,1	1,600
1,610	0,02424	+0,3	0,02059	–7,5	1,610
1,620	0,02427	+0,4	0,01984	–7,9	1,620
1,630	0,02431	+0,4	0,01905	–8,3	1,630
1,640	0,02435	+0,6	0,01822	–8,7	1,640
1,650	0,02441	+0,7	0,01735	–9,2	1,650
1,660	0,02448	+0,7	0,01643	–9,8	1,660
1,670	0,02455	+0,9	0,01545	–10,4	1,670
1,680	0,02464	+1,1	0,01441	–11,2	1,680
1,690	0,02475	+1,3	0,01329	–12,1	1,690
1,700	0,02488		0,01208	–7,1	1,700