І. Теоретичні відомості

Проходження світла через речовину, що розташована в магнітному полі, супроводжується поворотом площини поляризації. Це явище називається ефектом Фарадея. Ефект Фарадея спостерігається у всіх прозорих речовинах: твердих, рідких і газоподібних.

Кут повороту площини поляризації _н , що обумовлений ефектом Фарадея, пропорційний напруженості магнітного поля Н і довжині шляху l світла в речовині. Тобто

_н = V l H, (1)

де V – коефіцієнт пропорційності, що називається постійною Верде. Постійна Верде залежить від властивості речовини, довжини хвилі випромінювання і температури. Ця формула справедлива тільки у випадку, якщо речовина при відсутності поля не обертає площину поляризації. Якщо ж плоскополяризоване світло проходить через оптично активну речовину (речовина, яка обертає площину поляризації і при відсутності магнітного поля), що розташована в магнітному полі, то вираз для кута повороту площини поляризації буде мати вигляд:

= _н + _n, (2)

де _n – кут природного (без поля) повороту площини поляризації. В цій роботі магнітне поле створюється довгим соленоїдом. У довгому соленоїді Н = NI/l. В цій формулі Н- напруженість магнітного поля в соленоїді, N – число витків соленоїда, I – сила струму, що тече через соленоїд, l – довжина соленоїда. Підставляючи цю формулу у вираз для , одержимо:

= VIN + _n.

На цій залежності оснований метод визначення постійної Верде V за графіком залежності кута повороту площини поляризації від сили струму I в соленоїді.

Іі. Опис приладів і методика вимірювання

Робота виконується на приладі, що називається поляриметром. Його оптична схема показана на рис.1. Світло від лампи 1 проходить через поляризатор 2, досліджувану речовину 3, компенсатор 4 і аналізатор 5. Компенсатор 4 складається із пластинки правообертаючого кварцу. Переміщуючи клин перпендикулярно до оптичної осі приладу, можна скомпенсувати будь-який поворот площини поляризації в досліджуваній речовині. Аналізатор 5 складається з двох нерухомих поляризаторів, які орієнтовані один відносно одного так, що їх дозволені площини коливань N₁ i N₂ (рис.2) складають між собою невеликий кут . При проходженні плоскополяризованого світла через такий аналізатор в полі зору окуляра приладу утворюється два світлових поля порівняння.

Рис. 1.

У загальному випадку амплітуди а₁ і а₂ коливань, що пропущені кожним поляризатором, будуть різні (це видно з рис.2, де а – світловий вектор, що характеризує падаюче плоскополяризоване світло).

Рис.2.

Звідси видно, що різними будуть і яскравості обох полів порівняння. Яскравості полів стануть однаковими, якщо площину коливань світлового вектора а встановити симетрично відносно напрямків N₁ i N₂. Це здійснюється переміщенням клина компенсатора.

III. Завдання

Визначити сталу Верде.

IV. Хід роботи

1. Встановити соленоїд з досліджуваним розчином у поляриметр. Увімкнути освітлювач, сфокусувати окуляр на чітке бачення межі поділу двох полів.

2. Увімкнути випрямляч і встановити у соленоїді струм 2А, зрівняти яскравості полів і зняти відліки кута повороту.

3. Пункт (2) повторити для струмів 3А, 4А і 5А.

4. Ключем К поміняти напрям струму і повторити пункти 2 і 3.

5. Побудувати графік залежності (у кутових хвилинах) від сили струму соленоїда (в А).

6. Використовуючи графік, визначити сталу Верде (в кутових хвилинах).

7. Результати вимірювань та обчислень записати у звітну табл. 1.

Згідно з формулою = VIN + _n графік повинен мати вигляд прямої, кутовий коефіцієнт за графіком рівний величині І. Вибравши певну ділянку графічної залежності = (І), використовуючи числове значення N, обчислити сталу Верде.

Таблиця 1

Результати вимірювань та обчислень

І, А	, кут.хв	N	V