Лабораторная работа 7 горный. Первое высшее техническое учебное заведение россии

• Название: Первое высшее техническое учебное заведение россии
• Анкор: Лабораторная работа 7 горный
• Дата: 11.11.2021
• Размер: 157.02 Kb.
• Имя файла: laba_7_33.docx
• Тип: Лабораторная работа; #268844

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 ФИЗИКА

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}


Тема: Определение концентрации сахарного раствора сахариметром

Автор: студент гр.БТБ-18 ___________________ /Мазуров М.А./

^{(подпись) (Ф.И.О)}

ПРОВЕРИЛ: доцент ___________________ /Егорова А.Ю./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О)}

Санкт-Петербург

2019

Цель работы: определить удельное вращение эталонного раствора и концентрацию сахарного раствора.

Краткое теоретическое содержание

a) Явление, изучаемое в работе: поляризация света и оптическая активность.

b) Определения физических явлений, понятий и объектов

Поляризация света – явление, заключающиеся в возникновение определенной ориентации векторов напряженности и магнитной индукции световой волны в плоскости перпендикулярной световому лучу.

Оптическая активность – явление, заключающиеся в способности некоторых веществ вызывать вращение плоскости колебаний светового вектора (вращение плоскости поляризации) проходящего через нее оптического излучения (света).

Поляризованный свет – свет, в котором направления колебаний светового вектора упорядочены каким-либо образом.

Плоскость поляризации – плоскость, перпендикулярная к плоскости, где колеблется световой вектор в плоскополяризованной волне.

Плоскополяризованный свет – совокупность электромагнитных волн, у которых световые векторы ориентированы в одной (определённой) плоскости.

Поляризатор – это прибор, который, пропуская естественный свет, превращает свет в плоскополяризованный.

Анализатор – это устройство, служащее для определения степени поляризации света.

Сахариметр – прибор для определения содержания сахара в растворах путём измерения угла вращения плоскости поляризации света, пропорционального концентрации раствора.

Удельное вращение – величина вращения, наблюдаемая в трубке длиной 1м для активного раствора единичной концентрации, то есть содержащего 1кг исследуемого вещества в 1л:



– удельное вращение, δ°/м·%;

– угол поворота плоскости поляризации,

– длина трубки (пути), м;

– концентрация активного раствора, %.

Схема экспериментальной установки

Пояснение к установке: 1 – источник света;

2 – светофильтр;

3 – поляризатор;

4 – трубка с раствором сахара;

5 – кварцевый клин;

6 – анализатор.

Основные расчётные формулы

1. Удельное вращение раствора


где – удельное вращение, δ°/м·%;

– угол поворота плоскости поляризации эталонного раствора, δ°;

– длина эталонной трубки с известной концентрацией, м;

– известная концентрация эталонного раствора, %.

2. Угол поворота плоскости поляризации эталонного раствора



где – угол поворота, δ°;

– нулевое значение угла, δ°.

3. Концентрация сахарного раствора



где – угол поворота плоскости поляризации для сахарного раствора, δ°;

– длина трубки с сахарным раствором, м;

– искомая концентрация сахарного раствора, %.

Формулы погрешности косвенных измерений

1.Максимальная относительная погрешность косвенных измерений удельного вращения:



2.Максимальная относительная погрешность косвенных измерений концентрации сахарного раствора:


Таблицы

Таблица 1

Результаты измерений и вычислений для определения удельного вращения

Физическая величина
Ед. изм. № опыта	δ°			δ°/м·
1	1	11,3	10,3	343,3
2	1,1	11,5	10,4	346,7
3	1,1	11,0	9,9	330,0
Среднее:	1,07	–	–	340,0

Таблица 2

Результаты измерений и вычислений для концентрации сахарного раствора

Физическая величина
Ед. изм. № опыта	δ°			δ°/м·
1	1	8,8	7,8		0,2
2	1,1	9	7,9		0,2
3	1,1	8,9	7,8		0,2
Среднее:	1,07				0,2

Пример вычислений

а) Погрешность прямых измерений:

угол поворота плоскости поляризации =0,05 δ°;

длина трубки =1·10^-3 м.

б) Исходные данные:

концентрация эталонного раствора =15%;

длина трубки с известной концентрацией =0,2 м;

длина трубки с сахарным раствором =0,1 м.

в) Вычисления

• 
  среднее значение нулевого угла поворота плоскости поляризации
  

Таблица 1, строка 3

• 
  угол поворота плоскости поляризации для эталонного раствора
  

• 
  удельное вращение раствора
  

• 
  среднее значение нулевого угла поворота плоскости поляризации
  

Таблица 2, строка 3

• 
  угол поворота плоскости поляризации для сахарного раствора
  

• 
  концентрация сахарного раствора
  

• 
  среднее значение нулевого угла поворота плоскости поляризации
  

г) Вычисление погрешности косвенных измерений

• 
  относительная погрешность косвенных измерений удельного вращения
  

• 
  абсолютная погрешность косвенных измерений удельного вращения
  

• 
  относительная погрешность косвенных измерений концентрации сахарного раствора
  

• 
  абсолютная погрешность косвенных измерений удельного вращения
  

Результат

Концентрация сахарного раствора (20 2)%

Величина удельного вращения (340 28) δ°/м·%
Вывод

В работе было изучено вращение плоскости поляризации и определена величина удельного вращения и концентрация неизвестного сахарного раствора с помощью прибора сахариметра, который позволил с высокой точностью определить концентрацию сахара, растворенного в воде.