Литература

1. Грабовский Р.И. Курс Физики.-СПб.:Лань,2002.-С.430-435.

2. Трофимова Т.И. Курс физики.-М.:ВШ,1999.-С.304-306.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. - Т.2.-СПб.: Лань,2005.-С.332-336.

Лабораторная работа № 46 определение концентрации водного раствора сахара поляриметром

Цель работы: изучение явления вращения плоскости поляризации луча растворами.

Приборы и принадлежности: поляриметр, растворы сахара различной концентрации.

Теоретические сведения

Свет представляет собой поперечную электромагнитную волну. Плоскость, в которой происходят колебания вектора напряженности магнитного поля, по историческим причинам была названа плоскостью поляризации.

При распространении плоско поляризованного света вдоль оптической оси в кристалле кварца плоскость поляризации его поворачивается. Если смотреть навстречу лучу, то плоскость поляризации может поворачиваться направо (вещество правовращающее) и налево, против часовой стрелки (вещество левовращающее). Кристаллы кварца бывают лево- и правовращающие. Они отличаются по кристаллической форме: один из них является зеркальным отражением другого. Вещества, вращающие плоскость поляризации, называются оптически активными. К ним относятся скипидар, водный раствор сахара, раствор винной кислоты и др.

Для растворов справедливо следующее соотношение: , (1)

г де - угол вращения, - толщина слоя раствора, - концентрация активного вещества, - удельное вращение, численно равное углу поворота плоскости поляризации света слоем оптически активного вещества единичной толщины и единичной концентрации. Удельное вращение зависит от природы вещества, температуры и длины волны света в вакууме.

Неполяризованный свет, проходя через поляризатор П, становится плоскополяризованным. Если такой луч направить на анализатор А, плоскость пропускания которого повёрнута на 90° относительно плоскости поляризации луча света, то поле за анализатором будет тёмным. При внесении раствора между поляризатором и анализатором поле просветляется. Для того чтобы поле снова сделать тёмным, анализатор приходится повернуть на некоторый угол, который и определяет поворот плоскости поляризации в растворе.

Вещества, активные в аморфном состоянии (расплавы и растворы), активны и в кристаллической форме. Некоторые аморфные вещества вращают плоскость поляризации в кристаллическом состоянии. Так как удельное вращение зависит от длины волны, активная среда вращает плоскость поляризации различных лучей на разные углы. При прохождении через активное вещество белого света просветлённое поле зрения оказывается окрашенным.

Порядок выполнения работы

1. Вращением анализатора двойное поле зрения установите на равномерную затемнённость (трубки с раствором нет). В поле зрения не должно наблюдаться окрашивания средней части поля. По лимбу и нониусу определите нулевое положение прибора (в градусах). Сбивая нулевое положение прибора, определите его 5 раз и возьмите среднее значение .

2. Поместите трубку с раствором известной концентрации, поворотом анализатора вновь добейтесь равномерного затемнения поля зрения. Запи-шите значения угла . Процесс повторите 5 раз. Определите угол поворота ,рассчитайте по формуле (1) удельное вращение . Результаты занесите в таблицу 1.

Таблица 1. Расчёт удельного вращения.

№	, град.	, град.	С, %	,мм	, град.	, град.	, град.	, град/(%·мм)
1
2
3
4
5

3. Поместите в прибор растворы неизвестных концентраций. Для каждого раствора определить угол (пункт 2). С учётом уже известного определите концентрации С 2-х растворов. Результаты занести в таблицу 2

Таблица 2. Расчёт концентрации растворов.

№ трубки	,мм	№ измер.	, град.	, град.	, град.	С, %
1		1
		2
		3
		4
		5
2		1
		2
		3
		4
		5