Методика обробки результатів вимірювання
1.
Розрахувати об’єми одного моля води
-
та цукру
-
за формулою
,
якщо атомні маси атомів водню, вуглецю
й кисню дорівнюють 1, 12 і 16
відповідно. При цьому слід урахувати,
що густина води
,
густина цукру
,
,
.
2.
Для розчинів із концентраціями цукру
розрахувати значення молекулярних
об’ємів
розчинів
за формулою
і занести їх до Таблиці.
3.
За даними вимірювань показників
заломлення
розчинів із
концентрацією цукру
,
і відповідними значеннями
розрахувати величини молярних рефракцій
розчинів
і занести їх до Таблиці.
4. Молярна рефракція розчину може бути представлена через молярні рефракції води та цукру формулою
і її можна представити лінійною залежністю від концентрації цукру
.
Розрахунок
величин а та b
і їх границь довірчого інтервалу
провести за методом найменших квадратів
у Microsoft
Exel
і записати у вигляді
.
5. За знайденими величинами а та b і їх границцями довірчого інтервалу обчисліть
-
молярну рефракцію
сахарози за формулою
;
- поляризованості молекули води
;
- поляризованості молекули сахарози
.
6. Розрахувати границі довірчих інтервалів результатів виміру за наступними формулами
,
,
.
Результати обчислень занести в протокол у вигляді:
.
Проаналізуйте одержані у роботі результати і висновки запишіть до протоколу.
Контрольні питання
1.Виведіть формулу Лоренц – Лорентца.
2.Як робиться розрахунок молярної концентрації домішки?
3.Що таке молярна рефракція? У чому складається перевага її використання?
4.Покажіть зв’язок між молярною рефракцією і поляризованістю молекули.
5.Опишіть будову та роботу рефрактометра – оптична схема, хід променів, сутність методу виміру показника заломлення.
6.У чому полягає метод найменших квадратів у даній роботі, а також методику розрахунку границь довірчих інтервалів результатів виміру концентрацій.
ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ ДИФРАКЦІЙНОЇ РЕШІТКИ
Мета роботи
обчислити довжини хвиль спектра дифракційної решітки.
Прилади та обладнання
оптична лава із сантиметровою шкалою, освітлювальний ліхтар, щілина з міліметровою шкалою, дифракційна решітка.
Коротка теорія
а
).
Теоретичні відомості.
Дифракційна решітка детально розглянута у Додатку (див.§ 6).
Нехай дифракційна решітка (див Мал.3)
має період d,
число штрихів N.
Напрямки головних дифракційних
максимумів
задаються умовою
, (1)
де n- порядок максимуму. Амплітуда головного максимуму становить
,
(2)
де
амплітуда дифрагованого світла одною
щілиною.
Головні максимуми розмежовані між собою мінімумами, які задаються умовою
.
(3)
Таким чином між двома сусідніми головними максимумами знаходяться (N - 1) мінімум та (N - 2) додаткових максимуми.
Експериментальна установка.
С
хема
установки представлена на Мал.4а, а
геометрія установки на Мал.4б. На оптичній
лаві на одному рівні розміщено джерело
світла О у вигляді щілини з міліметровою
лінійкою Л і дифракційну решітку Р.
Решітка установлюється перпендикулярно
до світлового променя, що йде від щілини
на відстані L
від
неї. Головні максимуми дифракції
спостерігаються у відбитому світлі на
лінійці Л. Якщо відстань від щілини до
дифракційної решітки велика, то промені,
що падають із щілини на неї, можна вважати
паралельними, а дифракції фраунгоферовою.
По обидві сторони від центрального білого максимуму лежить спектр першого порядку n = 1, що починається фіолетовою лінією і закінчується червоною, за ним іде спектр другого порядку n = 2 і т.д.
Промені, що виходять під кутом , дадуть уявне зображення щілини на сітківці ока, що розташоване на лінійці у точці Е (див.Мал.4б).
З подібності прямокутних трикутників A0Е і АСВ одержуємо
Кут
малий, а тому можна прирівняти
і формула (10)
буде мати вид
.
(11)