Порядок виконання роботи

1. Включити джерело живлення водневої трубки.

2. Добитися чіткого зображення спектрів і їх симетричного розташування відносно щілини, розташувавши джерело світла, щілину і ґратку на одній прямій і встановивши ґратку перпендикулярно до променів.

3. Виміряти відстані від щілини до спектральних ліній 1-го рядка ( ) і відстані до ліній спектру 2-го порядку ( ). Виміряти відстань від щілини до екрану.

4. За формулою (6) обчислити довжини хвиль λ у спектрі випромінювання водню, врахувавши, що мм. Виразити довжини хвиль в ангстремах (1Å=10^-7мм).

5. Дані вимірювань і обчислень занести в таблицю 1.

Таблиця 1.

Колір лінії	, (мм)	, (мм)	, (мм)	(мм)	(мм)	(мм)	λ, (Å)

Контрольні запитання

1. Явище дифракції світла.

2. Умова максимуму інтерференції двох променів.

3. Умова мінімуму інтерференції двох променів.

4. Формула для числа зон на щілині.

5. Умова мінімуму дифракції на щілині.

6. Умова максимуму дифракції на щілині.

7. Умова максимуму на дифракційній ґратці.

8. Умова мінімуму на дифракційній ґратці.

9. Формула для знаходження довжини хвилі в спектрі першого порядку.

10. Формула для знаходження довжини хвилі в спектрі другого порядку.

Лабораторна робота №55 визначення концентрації розчину цукру за допомогою сахариметра

МЕТА РОБОТИ:	визначити концентрацію розчину цукру за допомогою сахариметра.
ОБЛАДНАННЯ:	сахариметр СУ-2, освітлювач, кювети з розчином цукру відомої і невідомої концентрації.

Теоретичні відомості

С вітло – це поперечні електромагнітні хвилі, в яких вектори напруженості електричного , і магнітного полів перпендикулярні між собою (  ) і до напрямку поширення променя (   ) (Рис.1(а)). Звичайно світло випромінюється сукупністю атомів, які незалежно один від одного переходять з збудженого стану в незбуджений.

Тому у природному світловому промені є найрізноманітніші напрямки коливань вектора , причому всі вони перпендикулярні вектору (Рис. 1(б)). Вектор в природному світлі теж буде мати різні напрямки коливань, але оскільки взаємодія світла з речовиною обумовлена електричним вектором , то в дальнішому будемо говорити про вектор .

При відбиванні природного світла від діелектриків, заломлені ті, що проходять через деякі кристали, можна одержати промені, в яких коливання вектора здійснюється в одній площині. Таке світло називається плоскополяризованим (Рис.1(в)). За законом, встановленим Брюстером, відбитий промінь буде повністю поляризованим, якщо кут падіння і (Рис. 1(г)) зв’язаний з показником заломлення n таким співвідношенням:

. (1)

При цьому відбитий і заломлений промені взаємно перпендикулярні і заломлений промінь виявляється частково поляризованим. Ще одним методом одержання плоскополяризованого світла є пропускання променів через анізатропні середовища – кристали.

В цьому середовищі плоска монохроматична світлова хвиля розділяється на дві плоскі хвилі, які поляризовані у двох взаємно перпендикулярних площинах. Таке явище називається подвійним променезаломленням, а одержані промені називаються звичайним (для нього показник заломлення n₀=const у всіх напрямках) і незвичайним (для нього показник заломлення n_econst). В кристалі існує напрям, вздовж якого обидва промені поширюються з однаковою швидкістю, тобто, n₀=n_e і подвійного променезаломлення немає. Такий напрям називається оптичною віссю кристала. Це є напрям, відносно якого атоми, або іони кристалічної ґратки розміщені симетрично.

Поляризаторами називаються прилади, за допомогою яких одержують поляризоване світло. Хорошим поляризатором є, так звана, призма Ніколя (Рис. 2). Вона складається з двох призм, виготовлених з кристалу ісландського шпату (СаСО₃), склеєних канадським бальзамом. Для показників заломлення виконується умова:

n_e  n  n₀ , (2)

д е n – показник заломлення канадського бальзаму.

На рис. 2 введено позначення: ОО – оптична вісь кристалу; о – звичайний промінь; е – незвичайний промінь.

При цьому через призму проходить тільки плоскополяризований незвичайний промінь – е, а звичайний – о поглинається в оправі (Рис. 2).

Встановити, чи світло є поляризованим, можна за допомогою другої призми Ніколя – аналізатора. Якщо аналізатор повертати, то максимальна інтенсивність поляризованого променя буде, коли площина коливань променя співпадає з площиною пропускання аналізатора. Якщо ж ці площини утворюють кут , то світло зовсім не пройде. Таке положення поляризатора і аналізатора називається схрещеним. Інтенсивність світла І, що проходить через поляризатор і аналізатор дається законом Малюса:

(3)

де І₀ – інтенсивність світла, що пройшло через поляризатор.

В природі існують оптичноактивні речовини, які повертають площину поляризації плоскополяризованого світла. До них належать кристали кварцу, рідина скипидар і розчини цукру. В розчинах кут повороту площини поляризації  пропорційний концентрації розчину С і довжині шляху l.

 = Сl, (4)

де  - питома стала обертання. Знаючи питоме обертання , можна визначити концентрацію невідомого розчину:

. (5)