ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ


МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№7

По дисциплине: Общая и техническая физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема: Поляриметрический метод исследования оптически активных сред


Автор: студент гр. ТПР-21 ___ / Мезинов А.С. /

(подпись) (Ф.И.О.)
Оценка: _______

Дата:


Проверил: _______________ / /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2023

1. 
   Цель работы: экспериментально исследовать явление оптической активности сахарного раствора: определить угол поворота плоскости поляризации монохроматического света, удельное вращение и концентрацию раствора.
   
2. 
   Явления изучаемые в работе: оптическая активность сред; поляризация света.
   
3. 
   Краткое теоретическое содержание:
   

Оптическая активность - это способность среды (кристаллов, растворов, паров вещества) вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через нее оптического излучения (света).

Видимый свет - электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, с длинами от 410^–7 м до 710^–7 м.

Поляризация - явление направленного колебания векторов напряжённости электрического поля

---

или напряжённости магнитного поля .

Плоскость поляризации - плоскость, проходящая через направление распространения линейно-поляризованной электромагнитной волны и направление колебаний электрического вектора этой волны.

Линейно-поляризованный свет – свет, для которого плоскость колебаний электрического вектора не изменяет положение в пространстве.

1. 
   Законы и соотношения:
   

Закон Малюса:

I = I₀cos² , где

I – интенсивность света, выходящего из поляризатора, Вт/м²;

I₀ – интенсивность падающего на поляризатор света, Вт/м²;

φ – угол между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора, рад.

4. 
   Схема установки:
   

Рис. 1. Схема поляриметра

1 – светодиодная лампа; 2 – конденсатор; 3 – призма-поляризатор; 4 – хроматическая фазовая кварцевая пластинка; 5 – оптически активный раствор; 6 – анализатор; 7 – муфта; 8 – зрительная труба; 9 – две лупы; 10 – измерительная шкала прибора; 11 – винт.

5. 
   Основные расчётные формулы:
   

Удельное вращение, град/м:

,
где α – угол поворота плоскости поляризации, град;

l₁ – длина трубки с раствором известной концентрации, м;

С – концентрация раствора, %.
Угол поворота плоскости поляризации, град:
,
где α₁ – угол, соответствующий равенству освещенности, град;

– среднее значение нулевого отсчета, град.
Угол поворота исследуемого раствора, град:

---

,
где α₂ – угол, соответствующий равенству освещенности, град;

– среднее значение нулевого отсчета, град.
Концентрация исследуемого раствора, %:
,
гдеα_x – угол поворота исследуемого раствора, град;

l₂ – длина трубки с раствором неизвестной концентрации, м;

ρ" – удельное вращение, град.

6. 
   Исходные данные: l₁ = 0,2 м; l₂ =0,1 м; С=7%
   
7. 
   Погрешность прямых измерений:
   

Абсолютная погрешность измерения угла поворота, (град)

Δα = 0,05°

8. 
   Погрешность косвенных измерений:
   

Абсолютная погрешность измерения концентрации раствора, (%)

Абсолютная погрешность измерения удельного вращения, (град)

9. 
   Таблицы:
   

Таблица 1. Результаты измерений опыта №1

Номер опыта	α0	α1	α = α1 -	ρ", град
1	1,10	11,10	10,02	715,71
2	1,05	11,20	10,12	772,85
3	1,10	11,10	10,02	715,71
Среднее	1,08	-	-	734,75

Таблица 2. Результаты измерений опыта №2

Номер опыта	α0	α2	αх = α2 -	, %
1	1,10	19,10	18,02	25,17
2	1,05	19,20	18,12	23,45
3	1,10	19,05	17,97	25,10
Среднее	1,08	-	-	24,57

---

10. Примеры вычислей:

Угол поворота плоскости поляризации α для 1-го опыта:
.
Удельное вращение ρ" для 1-го опыта:
.
Среднее значение удельного вращения :


Угол поворота исследуемого раствора α_х для 2-го опыта:



Концентрация исследуемого раствора Сx для 2-го опыта:



Среднее значение концентрации исследуемого раствора Сx:



Погрешность косвенных измерений концентрации исследуемого раствора ΔС_х и удельного вращения



.
11. Вывод:


В ходе данной лабораторной работы определен угол поворота плоскости поляризации монохроматического света, удельное вращение и концентрация исследуемого раствора, которая, с учетом погрешности прямых и косвенных измерений, составила: .

---

Смотрите также файлы

• Microsoft Word as a word processor. Inserting pictures, creation graphical objects.docx

• Ддо климова Е. А.docx

• Программа среднего профессионального образования 44. 02. 01 Дошкольное образование Дисциплина Возрастная анатомия, физиология и гигиена Практическое занятие 2.rtf

• Автоклікті жндеу Пнінен мамандыЫ 1201000 автомобиль клігіне ызмет крсету.docx

• Разночинец. Чиновник. Либерал. Юрист. Народник. Коллежский асессор. Славянофил. Монарх. Солдат. Президент. Духовенство. Казачество. Купечество. Мещанин. Жандарм. Губернатор. Земство. Бедняки. Зажиточные. Середняки.docx