оптика / Лабы / ЛАБА 7

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра общей и технической физики

ОПТИКА

Лабораторная работа № 7

Определение концентрации сахарного раствора сахариметром

Выполнил: студент гр. ИЗ-03-2 Кудашова Ю.Ю.

Проверил: __________ __________ Егоров С.В.

(оценка) (подпись)

Санкт-Петербург

2005

Цель работы:

Определить удельное вращение для раствора сахара и концентрацию сахара в некотором растворе.

Краткие теоретические сведения:

Если для некоторого пучка света плоскость колебаний электрического вектора не изменяет своего положения в пространстве, то такой свет называют линейно (или плоско) поляризованным.

Для получения линейно поляризованного света используют специальные призмы, изготовленные из исландского шпата, и эти призмы называют поляризаторами.

Аналогичные по устройству призмы, используемые для анализа поляризованного света, называют анализаторами.

Ряд веществ обладает способностью поворачивать плоскость колебаний вектора Е, проходящего через них светового луча. Это явление называется оптической активностью.

Схема установки:

1 – источник света;

2 – фильтр;

3 – поляризатор;

4 – трубка с раствором сахара;

5 – кварцевый клин;

6 – анализатор.

Основные расчетные формулы:

Удельное вращение:

ρ″═α ∕ ℓС

Концентрация:

С_x = α_x ∕ ρ″ι_x,

- угол вращения плоскости поляризации (град);

- толщина активного слоя (м);

С- концентрация;

ρ″- удельное вращение (град/м).

Формула погрешности:

• удельного вращения:

;

• концентрации:

.

Исходные данные:

- толщина активного слоя: 0,2 (м); С- концентрация: 20%

Погрешности прямых измерений:

толщины активного слоя : = (м);

сахарных градусов: =(S⁰)

Таблица результатов измерений:

Светофильтр	Определение удельного вращения							Определение концентрации сахарного раствора
	№
							/м				%
Красный	1	0,05	0,05	37,00	37,33	37,28	932	20,05	20.68	20.63	11.07
	2	0,05		38,00				21,00
	3	0,05		37,00				21,00
Без светофильтра	1	0,05	0,07	36,05	36,35	36,28	907	21,05	21.02	20.97	11.56
	2	0,10		36,00				21,00
	3	0,05		37,00				21,00

Примеры вычислений:

а) угла поворота плоскости поляризации  _{0 ср}:

1)- без светофильтра,

2)- для красного фильтра.

б) угла поворота плоскости поляризации  _{1 ср}:

1) - без светофильтра,

2) - для красного фильтра.

в) угла поворота плоскости поляризации  _{2 ср}:

1) - без светофильтра,

2) - для красного фильтра.

г) угла поворота плоскости поляризации :

1)  = 36,35 – 0,7 = 36,28 S - без светофильтра,

2)  = 37,33 – 0,05 = 37,28 S - для красного фильтра.

д) удельного вращения :

1) - без светофильтра

2) - для красного фильтра

е) концентрации сахара в растворе С_Х:

1) - без светофильтра.

2) - для красного фильтра.

ж) абсолютной погрешности косвенных измерений удельного вращения:

1) Для измерений без светофильтра:

2) Для измерений с красным светофильтром.

з) абсолютной погрешности косвенных измерений концентрации:

1) Для измерений без светофильтра:

2) Для измерений с красным светофильтром.

Окончательный результат:

удельное вращение:

• без светофильтра

• с красным фильтром

концентрация:

• без светофильтра

• с красным фильтром

Вывод:

В результате обработки данных прямых и косвенных измерений были получены следующие значения концентрации сахарного раствора: с красным фильтром С_х = (11,07 ± 0,08) % и без него С_х = (11,56 ± 0,08) %. Также были определены величины удельного вращения: с красным фильтром и без него .

5