ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и ВЫСшего образования РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

Электричество

Отчёт по лабораторной работе №7


По дисциплине: Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Поляриметрический метод исследования оптически активных сред




ВЫПОЛНИЛ: студент гр. ТПП-21 ________________ /Кушнер М.Д./ (группа) (подпись) (Ф.И.О.)


ПРОВЕРИЛ: ______________ _____________ / /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

ДАТА: __________________
Санкт-Петербург

2023 год

1. 
   Цель работы.
   

Определить угол поворота плоскости поляризации монохроматического света, удельное вращение и концентрацию раствора.

2. 
   Краткие теоретические сведения.
   

Явление, изучаемое в лабораторной работе. Оптическая активность.

Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин.

Поляризованный свет – это свет, в котором направления колебаний светового вектора упорядочены каким-либо образом.

Естественный свет – это свет со всевозможными равновероятными направлениями колебаний вектора Е.

Поляризатор – это прибор, позволяющий получить плоскополяризованный свет из естественного.

Оптическая активность – это способность вещества отклонять плоскость поляризации при прохождении через вещество плоскополяризованного света.

---

Поляриметр – это прибор, предназначенный для измерения угла вращения плоскости поляризации, вызванной оптической активностью прозрачных сред, растворов и жидкостей.

Поляризация – упорядоченность световых колебаний в плоскости, перпендикулярной направлению распространения светового луча.

Концентрация раствора – это относительное количество растворенного вещества в растворе.
Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых, получены расчётные формулы. Пояснения к физическим величинам и их единицы измерений.

Закон Малюса.

,

(1)

где I₀ – интенсивность плоскополяризованного света, падающего на анализатор,

I – интенсивность света, вышедшего из анализатора

– угол между плоскостями анализатора и поляризатора
Угол поворота плоскости поляризации в чистых жидкостях

,

(2)

где – плотность жидкости

– длина пути света в веществе

– удельное вращение для раствора

3. 
   Схема установки.
   

Рис.1 - Схема поляриметра

1. 
   Светодиодная лампа;
   
2. 
   Конденсатор;
   
3. 
   Призма-поляризатор;
   
4. 
   Фазовая кварцевая пластина;
   
5. 
   Трубка с оптически активным раствором;
   
6. 
   Анализатор;
   
7. 
   Зрительная трубка;
   
8. 
   Две лупы;
   
9. 
   Винт;
   
10. 
    Измерительная шкала прибора.
    

---

4. 
   Основные расчётные формулы.
   

1. 
   Удельное вращение поляризации:
   

Где – угол вращения плоскости поляризации,

– толщина активного слоя,

в трубке.

2. 
   Концентрация сахарного раствора:
   

Где – длина трубки с сахарным раствором,

– угол вращения плоскости поляризации,

– удельное вращение плоскости поляризации,

– толщина активного слоя

5. 
   Формулы для расчета погрешностей косвенных измерений.
   

1. 
   Абсолютная погрешность значения удельного вращения
   

Где – удельное вращение раствора,

– угол вращения плоскости поляризации,

– толщина активного слоя,

– концентрация раствора.

2. 
   Абсолютная погрешность значения концентрации сахарного раствора
   

Где – удельное вращение раствора,

---

– угол вращения плоскости поляризации,

– толщина активного слоя,

– концентрация раствора.

6. 
   Таблицы с результатами измерений и вычислений.
   

Таблица 1 – результаты измерений и вычислений для трубки

с известной концентрацией.

№ опыта	, град.	, град.	, град.	,
1	1,05	17,10	16,07	698,69
2	1,05	17,05	16,02	696,52
3	1,00	17,10	16,07	698,69
среднее	1,03			697,96

Таблица 2 – результаты измерений и вычислений для трубки

с неизвестной концентрацией.

№ опыта	, град.	, град.	, град.	, %
1	1,10	25,50	24,44	17,51
2	1,05	25,55	24,49	17,54
3	1,05	25,50	24,44	17,51
среднее	1,06			17,52

---

6. 
   Пример вычисления.
   

1. 
   Исходные данные:
   

C = 23 %,

l₁ = 0,1 м,

l₂ = 0,2 м.

2. 
   Погрешности прямых измерений:
   

,

м,

%.

3. 
   Вычисления.
   

Пример вычисления для таблицы 1.









Пример вычисления для таблицы 2.



%



%

Расчет погрешностей косвенных измерений.





Итоговые значения с учетом погрешностей.

град

%

6. 
   Вывод.
   

В ходе лабораторной работы было экспериментально исследовано явление оптической активности сахарного раствора: проделаны измерения угла поворота плоскости поляризации монохроматического света, удельного вращения и концентрации раствора.

Концентрация раствора с учётом погрешности составила , %

---

Смотрите также файлы

• Занятие обороны. Ведение оборонительного боя.docx

• Тест по биологии Процессы жизнедеятельности клетки 5 класс 1.docx

• Задача управления запасами, факторы, влияющие на создание запасов и необходимость изменений 14 2 Автоматизация управления запасами на предприятии ооо Альянс.docx

• Международный научноисследовательский журнал.pdf

• Крылова О. Ю., Оп411 Определение.pptx