«Поляриметрический метод исследования оптически активных сред». Поляриметрический метод исследования оптически активных сред
 Скачать 145.3 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский горный университет Отчет по лабораторной работе № 7 По дисциплине: Физика____________________________ (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Тема: «Поляриметрический метод исследования оптически активных сред» Автор: студент гр. ________________ / / (подпись) (Ф.И.О.) Дата: ___________________ Проверил: ____________ / / (должность) (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2023 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=0,07 Трубка 2: l=0,2 м Погрешности прямых измерений   Формулы косвенных погрешностей:   Результаты эксперимента Таблица 1. Измерения для трубки с известной концентрацией
Примеры расчётов:  Таблица 2. Измерения для трубки с неизвестной концентрацией
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. С учётом погрешности косвенных измерений можно записать значение удельного вращения:  . Значение неизвестной концентрации с учётом погрешности равно:  . |
, град
, град
, град
, град