ЛР№06_ОвчинниковаДА

Томский политехнический университет Отделение естественных наук ШБИП

Отчет по лабораторной работе В-О06

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА САХАРА С ПОМОЩЬЮ САХАРИМЕТРА

Студент(ка) гр. 5А81 Ф.И.О. Овчинникова Д.А.

к выполнению лабораторной работы ДОПУЩЕН

________________________

подпись преподавателя

Цель работы: Исследование зависимости угла вращения плоскости поляризации от концентрации раствора. Определение удельного вращения. Определение неизвестной концентрации сахарного раствора.

КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Естественный свет - свет с быстро и беспорядочно изменяющимся направлением колебаний напряженностей электромагнитного поля, причем все направления колебаний, перпендикулярные лучу, равновероятны.

Свет с преимущественным (но не исключительным) направлением колебаний вектора называют частично поляризованным светом Поляризованный свет - световые волны, электромагнитные колебания которых распространяются только в одном направлении

Поляризатор это устройство, предназначенное для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольным состоянием поляризации.

Закон Малюса физический закон, выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора.

1

растворов зависит от толщины слоя раствора и концентрации раствора следующим oбразом:

СХЕМА УСТАНОВКИ

Схема установки состоит:

1.лупа

2.измерительная головка

3.камера

4.поляризатор

5.осветительный узел

6.рукоятка кремальерной передачи

7.гильза

8.зрительная труба

9.кнопкой

РАБОЧИЕ ФОРМУЛЫ

= [ ] ,

где – [ ] величина удельного вращения раствора, с- концентрация растворимого вещества,

l - длина пути света в растворе.

2

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Задание 1. Определение концентрации раствора сахара.

3

Измерения провел студент (ка) группы 5А81

Овчинникова Д.А.

(Фамилия И.О.)

Дата 11.05.2020

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1.Постройте график зависимости угла поворота плоскости поляризации φ от концентрации с активного вещества, = ( )..

[ ] =22

4

2.Определите по графику неизвестную концентрацию cx.

3.По графику определите удельное вращение, используя то обстоятельство, что

соответственно. (Очевидно, наименьшие значения c1 = 0, 1= 0).

Задание 2

1.Постройте график зависимости угла вращения плоскости поляризации φ от длины пути l . Убедитесь в его линейности. Сделайте выводы.

= ( ).

35

30

25

20

15

10

5

0

0 5 10 15 20 25 30 35 40

3. Сделайте выводы исследование зависимости угла вращения плоскости поляризации от

концентрации раствора. Определение удельного вращения. Определение неизвестной концентрации сахарного раствора.

По графику неизвестную концентрацию cx.

5

Получил Cx = 0.05 г/см3

По графику определил удельное вращение, используя то обстоятельство, что

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.В чем состоит явление поляризации света?

2.Что называют плоскостью колебаний и плоскостью поляризации плоскополяризованного света?

3.В чем состоит закон Малюса?

4.Чему равна интенсивность света, прошедшего через два поляризатора?

5.Какие вещества называются оптически активными?

6.От каких величин и как зависит угол поворота плоскости поляризации оптически активным кристаллом, раствором оптически активного вещества?

7.Как с помощью поляризатора и анализатора можно измерить угол поворота плоскости поляризации оптически активным веществом?

8.Объяснить методику измерений, лежащую в основе полутеневого поляриметра.

9.Объяснить оптическую схему сахариметра.

1.В чем состоит явление поляризации света?

Поляризация света — свойство света, в результате которого векторы напряженности электрического и магнитного полей световой волны ориентируются в плоскости, параллельной плоскости, в которой свет распространяется. Различают линейную, эллиптическую и круговую поляризацию.

2. Что называют плоскостью колебаний и плоскостью поляризации плоскополяризованного света?

Плоскость колебаний — это плоскость, в которой происходят колебания светового вектора, то есть плоскость, содержащая вектор Е и направление распространения волны.

Если в световой волне вектор колеблется в одной единственной плоскости, то такой свет называется плоскополяризованным.

6

кристаллической фазе (кварц, киноварь). Ко второму типу относятся вещества, которые оптически активны в любом агрегатном состоянии (например, сахара, камфора, винная кислота)

6. Угол поворота плоскости поляризации линейно зависит при прочих равных условиях от длины пробега волны в активной среде. Оптически активная среда, состоящая из смеси активных и неактивных молекул, поворачивает плоскость поляризации пропорционально концентрации оптически активного вещества, на чём основан поляриметрический метод измерения концентрации таких веществ в растворах; коэффициент пропорциональности, связывающий поворот плоскости поляризации с длиной луча и концентрацией вещества, называется удельным вращением данного вещества.

7. Наблюдать вращение плоскости поляризации можно, поместив между скрещенными поляризатором и анализатором слой оптически активного вещества. При этом в монохроматическом свете поле зрения просветляется. Чтобы поле зрения вновь сделать темным, необходимо повернуть анализатор на некоторый угол φ. Этот угол равен углу поворота плоскости поляризации

8. Перед началом измерений (при отсутствии в камере кюветы), вращая рукоятку кремальерной передачи (6) необходимо установить однородность поля зрения. При этом нулевые деления шкалы и нониуса должны совпадать (рис. 13) (если не совпадают, то вводят поправку на нуль прибора.) Затем в камеру помещают поляриметрическую кювету с испытуемым раствором, который нарушает однородность половинок поля зрения. 12 Вращая рукоятку кремальерной передачи (6), снова уравнивают однородность поля зрения и при помощи нониуса производят отсчет показаний шкалы (значение угла φ) с точностью до 0,1 °S. Буква «S» - означает: градусы сахарной шкалы.

Примеры показаний шкалы и нониуса приведены на рис.На рис. а φ =+11,5°S (нуль нониуса расположен правее нуля шкалы на 11 полных делений, и в правой части нониуса с одним из делений шкалы совмещается пятое деление нониуса). На рис. б φ = -3,2°S (нуль нониуса расположен левее нуля шкалы на три полных деления, и в левой части нониуса с одним из делений шкалы совмещается второе деление нониуса). Следует иметь в виду, что 100° международной сахарной шкалы соответствуют 34,62° - угловых. Чтобы перевести градусы сахарной °S шкалы в угловые градусы необходимо °S умножить на 0,35.

7

9. Световой поток, идущий от источника света 1 через светофильтр 2 или диафрагму 3, конденсоры 4 и 5, проходит через призму-поляризатор 6, которая преобразует его в поляризованный поток света. Затем поток света проходит через полутеневую пластину 7, разделяющую его на две половины линией раздела, и защитные стекла 8 и 9. Анализатор 12 пропускает обе равные по яркости половины светового потока и в поле зрения трубы, состоящей из объектива 13 и окуляра 14, установленного после анализатора, наблюдаются две одинаковой яркости половины поля, разделенные тонкой линией и называемые полями сравнения.

Выполнил студент (ка) группы 5А81

Овчинникова Д.А.

(Фамилия И.О.)

Проверил Преподаватель__________________

_______________________________________

8