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
Отчет по лабораторной работе №7

По дисциплине ФИЗИКА

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Поляриметрический метод исследования оптически активных сред


Автор: студент гр. CПС-20 Дощенко В.Ю.

(подпись) (Ф.И.О.)

Дата:

ПРОВЕРИЛ: _____________ / /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2022г.

Цель работы: экспериментально исследовать явление оптической активности сахарного раствора: определить угол поворота плоскости поляризации монохроматического света, удельное вращение и концентрацию раствора.

Краткое теоретическое содержание:

1. 
   Явление, изучаемое в работе: оптическая активность сред; поляризация света
   
2. 
   Основные физические понятия, процессы и величины:
   

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.

3. 
   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.

Схема установки:

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 – шкала прибора; 11 – винт.




Рисунок 1. Схема поляриметра
Основные расчётные формулы:

1. 
   Угол поворота плоскости поляризации α, рад:
   

, где

α₁ – угол, соответствующий равенству освещенности, рад;

– среднее значение нулевого отсчета, рад.

2. 
   Удельное вращение ρ", рад:
   

, где

α – угол поворота плоскости поляризации, рад;

l₁ – длина трубки с раствором известной концентрации, м;

С – концентрация раствора, %.

3. 
   Угол поворота исследуемого раствора α_x, рад:
   

, где

α₂ – угол, соответствующий равенству освещенности, рад;

---

– среднее значение нулевого отсчета, рад.

4. 
   Концентрация исследуемого раствора С_x, %:
   

, где

α_x – угол поворота исследуемого раствора, рад;

l₂ – длина трубки с раствором неизвестной концентрации, м;

ρ" – удельное вращение, рад.

Таблицы:

Номер опыта	α0	α1	α = α1 -	ρ", град
1	1,00	14,30	13,30	665
2	1,00	14,25	13,25	662,5
3	1,00	14,35	13,35	667,5
Среднее	1,00	-	-	665

Таблица 1. Результаты измерений опыта №1

Таблица 2. Результаты измерений опыта №2

Номер опыта	α0	α2	αх = α2 -	, %
1	1,00	7,35	6,35	9,55
2	1,00	7,40	6,40	9,62
3	1,00	7,40	6,40	9,62
Среднее	1,00	-	-	9,60

Исходные данные:

l₁ = 0,2 м;

l₂ = 0,1 м;

С = 7%.

Погрешности прямых измерений:

Абсолютная погрешность измерения угла поворота, (град)

Δα = 0,05°

Погрешность косвенных измерений:

---

Абсолютная погрешность измерения концентрации раствора, (%)



Абсолютная погрешность измерения удельного вращения, (град)



Примеры расчётов:

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 1-го опыта:



Концентрация исследуемого раствора Сx для 1-го опыта:



Среднее значение концентрации исследуемого раствора Сx:



Погрешность косвенных измерений концентрации исследуемого раствора ΔС_х:



(град)

Окончательный результат:

.

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

• Проблема нехватки школ юного арбитра в Республике Татарстан.rtf

• Свойства информации как объекта защиты.docx

• Приглашение к участию в тендере.docx

• Цена представляет собой исторически сложившуюся экономическую категорию, свойственную товарному производству 16, с. 172.doc

• Отчет по лабораторной работе 1 Изучение аэродинамической установки и приборов для измерения давления и депрессии.docx