2. Описание установки и порядок выполнения работы

Работа выполняется в две стадии: первая - калибровка измерительной установки (определение удельной постоянной вращения плоскости поляризации), вторая - измерение концентрации сахара в водном растворе по углу поворота плоскости поляризации.

Схема установки приведена на рисунке 2.

Источником света (S) является лазер. Таким образом, вследствие высокой монохроматичности лазерного излучения влияние на результаты измерений зависимости угла поворота от длины волны сводится к нулю. Влияние на результаты измерений температуры не столь существенно, если определение φ₀ и измерение неизвестной концентрации в растворе производятся примерно при одной и той же температуре.

Установленный после лазера поляризатор (П1) формирует из исходного светового пучка плоскополяризованный пучок, попадающий в кювету (K) с раствором оптически активного вещества длиной d. Затем пучок поступает в поляризатор (П2), являющийся анализатором. Свет от лазера, прошедший через систему: поляризатор П1 – кювета – анализатор П2, наблюдается на экране Э. Для проведения измерений вся система должна быть сцентрирована.

Помните, что прямое попадание лазерного излучения в глаз может вызвать травму сетчатки и потерю зрения!!!

Выполнение работы осуществляется в следующей последовательности.

1. Включить источник света – лазер.

2. В отсутствии кюветы устанавливаем поляризатор и анализатор в положение, когда оси их параллельны и экран максимально освещен (исходное положение).

3. Вращаем анализатор П2 от исходного положения на угол 90° до полного затемнения экрана. Замечаем значение угла φ’ на его оправке.

4. После установки на пути светового пучка кюветы с раствором оптически активного вещества вследствие поворота плоскости поляризации экран оказывается освещенным. Для полного затемнения экрана в этом случае анализатор П2 необходимо повернуть на некоторый угол, который на оправке соответствует значению φ”. Разность показаний: φ” – φ’ = φ - соответствует углу поворота плоскости поляризации, обусловленному раствором.

5. Для калибровки установки выполнить п.п. 2 – 4 с кюветой, содержащей водный раствор сахара с известной концентрацией c₀ (Для определенности за единицу измерения концентрации примем

1кг/м³ = 1г/дм³ = 1г/л). Удельная постоянная вращения плоскости поляризации определяется по формуле: φ₀ = (φ” – φ’)/(d · c₀). Измерения провести четыре раза. Результаты измерений и расчетов внести в табл.1 протокола.

6. Выполнить действия п.п. 2 – 4 с кюветой, содержащей раствор сахара неизвестной концентрации c. Для расчета концентрации c

воспользоваться формулой:

c = ( φ” – φ’ )/(j_0ср· d).

Измерения произвести четыре раза. Результаты измерений и расчетов внести в табл. 2 протокола.

Протокол выполнения лабораторной работы

Таблица 1. Определение удельной постоянной вращения плоскости поляризации j₀ ( c₀= кг/м³).

№	d (м)	c (кг/м3)	j(град.)	j0	Dj0
1
2
3
4

j_0ср= Dj_0ср=

j₀ = j_{0 ср} ± Dj_{0 =}

Таблица 2. Измерение концентрации сахара в водном растворе.

№	d (м)	j0 ср (град.)	j(град.)	c (кг/м3)	Dc (кг/м3)
1
2
3
4

c_ср= Dc_ср=

c =c_ср ±Dc_ср =