ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.03.2024
Просмотров: 12
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСТИТЕТ»
Кафедра общей и технической физики
Отчёт по лабораторной работе №7
«Поляриметрический метод исследования оптически активных сред»
| Выполнил: Студент группы | АПГ-20 | | | | Конышкова М.К |
| | (шифр группы) | | (подпись) | | (ФИО) |
| |
Санкт-Петербург
2021
Цель: экспериментально исследовать явление оптической активности сахарного раствора: определить угол поворота плоскости поляризации монохроматического света, удельное вращение и концентрацию раствора.
Явление, изучаемое в лабораторной работе – оптическая активность среды (сахарного раствора).
Краткое теоретическое содержание
Видимый свет - это электромагнитные волны, имеющие длины от 410–7 м до 710–7 м.
Для полной характеристики волны задают ее длину , модули векторов
(вектор напряженности электрического поля) и 
(вектор напряженности магнитного поля
) а также ориентацию в пространстве плоскости колебаний электрического вектора.
Если для некоторого пучка света плоскость колебаний электрического вектора не изменяет положение в пространстве, то такой свет называют линейно-поляризованным.
Плоскость поляризации – это плоскость, проходящая через направление колебаний светового вектора плоскополяризованной волны и направление распространения этой волны.
Поляризатор – прибор, используемый для преобразования естественного света в высокополяризованный. Поляризатор пропускает колебания, параллельные его главной плоскости, и полностью задерживает колебания, перпендикулярные этой плоскости.
Анализатор – прибор, служащий для определения степени поляризации света.
Оптическая активность – это способность среды вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через неё оптического излучения (света).
Интенсивность света в точке – это модуль средней по времени величины плотности потока энергии, которую световая волна переносит.
Поляриметр – прибор, предназначенный для измерения угла вращения плоскости поляризации, вызванной оптической активностью прозрачных сред, растворов и жидкостей.
Основные законы и соотношения
Закон Малюса:
Где
–
интенсивность плоскополяризованного света, прошедшего через анализатор;
– интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор;
– угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора.Схема установки
1 – светодиодная лампа;
2 – конденсор;
3 – призма-поляризатор;
4 – хроматическая фазовая кварцевая пластинка;
5 – оптически активный раствор;
6 – анализатор;
8 – зрительная труба;
9 – лупы;
10 – измерительная шкала прибора;
11 – винт.
Основные расчётные формулы
1. Удельное вращение:
– угол поворота плоскости поляризации, град;
– нулевой отсчёт угла, град;
– длина трубки (толщина активного слоя), м;
– концентрация раствора сахара.2. Неизвестная концентрация:
– концентрация раствора неизвестной концентрации; 
– угол поворота плоскости для исследуемого раствора, град;
– длина трубки с раствором неизвестной концентрации, м.Исходные данные
Трубка 1:
l=0,2 м
С=0,2
Трубка 2:
l=0,1 м
Погрешности прямых измерений
Формулы косвенных погрешностей:
Результаты эксперимента
Таблица 1. Измерения для трубки с известной концентрацией
| Номер опыта |  , град |  , град |  , град |  |
| 1 | 133,5 | 139,25 | 7,02 | 351 |
| 2 | 131,3 | 141,05 | 8,82 | 441 |
| 3 | 131,9 | 141,2 | 8,97 | 448,5 |
| Среднее | 132,23 | 140,5 | 8,27 | 413,5 |
Примеры расчётов:
Таблица 2. Измерения для трубки с неизвестной концентрацией
| Номер опыта |  , град |  , град |  , град |  |
| 1 | 133,5 | 138,85 | 6,62 | 0,16 |
| 2 | 131,3 | 135,35 | 3,12 | 0,075 |
| 3 | 131,9 | 136,5 | 4,27 | 0,1 |
| Среднее | 132,23 | 136,9 | 4,67 | 0,113 |
Примеры расчётов:
Расчёт погрешности косвенных измерений
.Вывод: в ходе данной лабораторной работы было изучено устройство поляриметра и его работа. Было найдено значение удельного вращения плоскости поляризации и значение концентрации сахарного раствора. Она прямо пропорциональна углу поворота плоскости поляризации для исследуемого раствора, обратно пропорциональна удельному вращению плоскости поляризации и длине пути светового луча. С учётом погрешности косвенных измерений можно записать значение удельного вращения:
. Запишем значение неизвестной концентрации с учётом погрешности. Оно равно:
.