
- •Описания лабораторных работ Учебной лаборатории физического эксперимента физического факультета сПбГу
- •Часть VII оптика
- •Волновая оптика
- •Введение по теме 71. Интерференция и дифракция света
- •Работа n 71.1. Кольца ньютона
- •Постановка задачи
- •Порядок работы
- •Формулы для расчета погрешности результатов эксперимента
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Работа 71.2. Дифракционная решетка
- •Постановка экспериментальной задачи
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Вычисление результата и погрешности
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Введение по теме 72. Определение скорости ультразвука оптическими методами
- •Дифракция света на ультразвуковых волнах.
- •Работа 72.1. Ультразвуковой интерферометр
- •Постановка задачи
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Введение по теме 73. Поляризация света
- •Работа n 73.1. Исследование вращения плоскости поляризации света
- •Постановка экспериментальной задачи
- •Задание 1. Определение концентрации сахара в водном растворе
- •Порядок выполнения задания
- •Задание 2. Исследование зависимости угла поворота плоскости поляризации от длины волны
- •Порядок выполнения задания
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Работа n 73.2. Экспериментальная проверка закона малюса
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок работы
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Квантовая оптика Введение по теме 74. Лазеры
- •Работа 74.1. Изучение фраунгоферовой дифракции монохроматического света на одной щели
- •Постановка экспериментальной задачи
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Вычисление погрешности
- •Задание I. Определение длины волны лазерного излучения порядок выполнения задания
- •Вычисление погрешности длины волны лазерного излучения
- •Задание 2. Определение расходимости лазерного луча
- •Порядок выполнения задания
- •Содержание отчета
Порядок выполнения задания
1. Проверить правильность установки источника света по максимальной яркости освещения поля зрения.
2. Настроить окуляр поля зрения и окуляр шкалы так, чтобы четко видеть поле зрения и цифры на шкале.
3. Определить нулевую точку прибора. Для этого вращением головки кремальеры, двигающей компенсатор, добиться равной освещенности полей зрения вблизи полного затемнения при отсутствии образца в кюветном отделении. Проделать такие измерения 3 раза и усреднить.
4. Поместить кювету с раствором сахара между поляризатором и анализатором. Вращая кремальеру, найти положение равной освещенности двух половин поля зрения. Произвести три независимых измерения и вычислить среднее.
5. Проделать аналогичные измерения для растворов других сахаров.
6. Полученные значения в градусах Вентцке (V) перевести в значения концентрации соответствующих сахаров, воспользовавшись коэффициентами из таблицы.
Сахара |
Сахароза |
Глюкоза |
Фруктоза |
Лактоза |
k,
|
0,26026 |
0,328 |
-0,187 |
0,330 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Знак «плюс» перед коэффициентом k означает, что раствор вращает плоскость поляризации по часовой стрелке, знак «минус», что вращение происходит против часовой стрелки.
Задание 2. Исследование зависимости угла поворота плоскости поляризации от длины волны
Значения
и
зависят от длины волны проходящего
света. Вдали от полос поглощения в
областях спектра, где оптически активная
среда прозрачна,
и
в первом приближении пропорциональны
величине
.
В работе необходимо определить удельные вращения двух растворов и одного кристалла (по формулам (73.1.1) и (73.1.2)) для четырех длин волн.
Это задание выполняется на полутеневом поляриметре Липпиха, отличительная особенность которого заключается в том, что его поле зрения разбивается не на два, а на три участка. Кроме того, в нем отсутствует компенсатор, и фотометрическое равенство достигается вращением непосредственно анализатора. В случае трехпольного поляриметра анализатор должен устанавливаться в положение, при котором все три участка поля зрения имеют равномерное затемнение (рис.73.1.3). Следует иметь ввиду, что такая ситуация возникает дважды при вращении анализатора (с интервалом 1800).
Рис. 73.1.3.
Источником света служит ртутная лампа с линейчатым спектром. Для выделения монохроматического света используется набор светофильтров.
Отсчет угла поворота анализатора осуществляется с помощью лимба и нониуса.
Порядок выполнения задания
1. Определить нулевые точки прибора для четырех длин волн света (длины волн указаны на светофильтрах). Для этого добиться равномерной освещенности поля зрения (вблизи полного затемнения) при отсутствии образца в кюветном отделении.
2. Произвести измерения углов вращения для двух растворов сахаров и одного кристаллического образца для четырех длин волн света. Угол вращения определяется как разность отсчетов угла поворота анализатора в присутствии образца и без него для каждой длины волны независимо.
3. Построить графики зависимости и от .
4. Сравнить экспериментальные зависимости с теоретическими, полагая, что и пропорциональны величине .