отчет 7 физика оптика. Отчет по лабораторной работе n 7 По дисциплине

• Название: Отчет по лабораторной работе n 7 По дисциплине
• Дата: 14.12.2022
• Размер: 147.14 Kb.
• Имя файла: отчет 7 физика оптика.docx
• Тип: Отчет; #845535

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 N 7

По дисциплине Физика

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Тема: Поляриметрический метод исследования оптически активных сред.
Автор: студент гр.

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}

Проверил:

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Дата:


Санкт-Петербург

2022 год

1. Цель работы:

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

2. Краткое теоретическое содержание.

Явление, изучаемое в работе: поляризация света.

Определения основных физических понятий, процессов, объектов и величин:

Поляризованный свет – свет, при котором направление колебаний вектора напряжённости определённым образом упорядочено, и находится в плоскости, направленной перпендикулярно к направлению распространения волны.

Неполяризованный (естественный) свет – наложение распространяющихся в одном направлении электромагнитных волн со всевозможными ориентациями плоскостей колебания.

Вращение плоскости поляризации – физическое явление, заключающееся в повороте поляризационного вектора линейно-поляризованной поперечной волны вокруг её волнового вектора при прохождении через анизотропную среду.

Удельное вращение плоскости поляризации – физическая величина, численно равная углу поворота плоскости поляризации света слоем оптически активного вещества единичной концентрации раствора и зависящая от природы вещества, температуры и длины волны света в вакууме.

Оптически активные вещества – среды (кристаллы, растворы, пары вещества), обладающие естественной оптической активностью, т.е. способностью вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через неё оптического излучения.

Концентрация раствора – отношение количества растворённого вещества к объёму раствора; количество вещества в единице объёма раствора.

Законы и соотношения, использованные при выводе расчетной формулы. Пояснения к физическим величинам и их единицы измерений:

Закон Малюса: интенсивность плоскополяризованного света в результате прохождения плоскополяризованного фильтра падает пропорционально квадрату косинуса угла между плоскостями поляризации входящего света и фильтра; выражается следующим соотношением:





Схема установки.



1 – светодиодная лампа

2 – конденсор

3 – призма - поляризатор

4 – хроматическая фазовая кварцевая пластинка

5 – активный раствор

6 – анализатор

8 – зрительная труба

9 – лупы

10 – шкала прибора

11 – винт

Основные расчётные формулы:

1. 
   Удельное вращение плоскости поляризации:
   

, где

– удельное вращение плоскости поляризации, [ ] = °;

– угол вращения плоскости поляризации, [ ] = °;

– толщина активного слоя, [ ] = дм;

.

2. Концентрация раствора:

, где

– концентрация сахарного раствора, [ ] =

– угол вращения плоскости поляризации, [ ] = °;

– удельное вращение плоскости поляризации, [ ] = °;

– толщина активного слоя, [ ] = дм.

Формула для расчёта погрешности косвенных измерений.

1. 
   Погрешность косвенных измерений удельного вращения плоскости поляризации:
   

где

– удельное вращение раствора, [ ] = °;

– угол вращения плоскости поляризации, [ ] = °;

– толщина активного слоя, [ ] = дм;

– концентрация раствора, [ ] = .

2. 
   Погрешность косвенных измерений концентрации сахарного раствора:
   

где

– удельное вращение раствора, [ ] = °;

– угол вращения плоскости поляризации, [ ] = °;

– толщина активного слоя, [ ] = дм;

– концентрация раствора, [ ] = .

Погрешности прямых измерений:

= 0,001 м;

= 0,05°.

Таблица 1 «Результаты измерений определения удельного вращения раствора с известной концентрацией».

Номер опыта	0	1		
1.				150
2.				151,25
3.				150
Среднее		6,27		150,42

Таблица 2 «Результаты измерений определения концентрации сахарного раствора».

Номер опыта	0	2
1.				0,5567
2.				0,5313
3.				0,54
Среднее	0,28			0,536

Пример вычислений.

1) Исходные данные:

₁ = 0,2 м;

₂ = 0,1 м;

= 20%.

2) Вычисления:

Пример вычислений для таблицы 1.

;



Пример вычисления для таблицы 2.

;

.

Погрешность косвенных измерений равна:

1. °;
2. .

3) Результаты:

Концентрация сахара в растворе 2: ;

Удельное вращение раствора: .

Вывод: в ходе проведения представленной лабораторной работы на основе данных по углам вращения плоскости поляризации и удельному вращению раствора с помощью поляриметра была экспериментально определена концентрация раствора, равная .