50227

Вивчення обертання площини поляризації світла І визначення концентрації цукру в розчині

Лабораторная работа

Физика

Обертання площини поляризації світла оптично прозорими речовинами Прилади і обладнання Цукрометр типу СУ4 набір трубок з розчинами цукру різних концентрацій соленоїд випрямляч струму типу ВС24М Теоретичні відомості та опис установки В даній лабораторній роботі для вивчення явища обертання площини поляризації світла використовується цукрометр типу СУ4. Відлік значень кута обертання площини поляризації світла здійснюється за шкалою і ноніусом.

Украинкский

2014-01-18

830 KB

9 чел.


 Лабораторна робота № 35

Вивчення ОБертання площини поляризації світла І визначення концентрації цукру в розчині

Мета роботи

Ознайомитись з явищами обертання площини поляризації світла оптично активними речовинами і штучного обертання площини поляризації світла магнітним полем, а також визначити концентрацію цукру ряду розчинів

Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати фізичну суть явищ поляризації світла (§2.8) та обертання площини поляризації світла оптично прозорими речовинами (§2.10)

Прилади і обладнання

Цукрометр типу СУ-4, набір трубок з розчинами цукру різних концентрацій, соленоїд, випрямляч струму типу ВС-24М

Теоретичні відомості та опис установки

В даній лабораторній роботі для вивчення явища обертання площини поляризації світла використовується цукрометр типу СУ–4. Його оптична схема наведена на рис. 1. Світло від лампи 1 проходить через лінзу L, поляризатор 2, трубку з досліджуваним розчином 3, компенсатор 4 та аналізатор 5. Поля порівняння світлових променів спостерігають в окулярі 6 цукрометра.

Рис. 1

Зовнішній вигляд установки наведено на рис. 2.

Рис. 2

1 – вимірний вузол; 2 – кюветне відділення; 3 – тримач світлофільтрів; 4 – освітлювач, в якій знаходиться лампочка, лінза і поляризатор; 5 – випрямляч ВС–24; 6 – кнопка–вимикач; 7– регулятор яскравості освітлювача; 8 – блок живлення освітлювача; 9 – регулятор переміщення відлікової шкали і вирівнювання яскравості полів порівняння; 10 – зорова труба для спостереження полів порівняння світлових променів; 11 – зорова труба відлікової шкали.

В цукрометрі використовують міжнародну цукрову S – шкалу, за якою 100 поділкам відповідає 34,620. Відлік значень кута обертання площини поляризації світла здійснюється за шкалою і ноніусом. Ціна поділки ноніуса становить 0,05S. До числа градусів, відрахованих за шкалою, додають відлік за ноніусом. На рис. 2.25,а наведено положення ноніуса і шкали, що відповідає відліку “+11, 50S” (нуль ноніуса розміщений правіше нуля шкали на 11 повних поділок, а в правій частині від нуля ноніуса – співпадає 50 –та поділка ноніуса з однією з поділок шкали).

                                а)                                                                                      б)

Рис. 3

На рис. 3,б наведено положення шкали і ноніуса, що відповідають відліку “-9,30S” (нуль ноніуса розміщений лівіше нуля шкали на 9 повних поділок, а в лівій частині ноніуса з однією з поділок шкали співпадає його 30–та поділка ноніуса).

Соленоїд живиться від випрямляча струму ВС-24М, на передній панелі якого розміщені регулятор струму, кнопка для замикання електричного кола, вольтметр і амперметр.

Увага! Всі вимірювання слід проводити при закритому кюветному відділенні цукрометра.

Послідовність виконання роботи

Завдання 1. Визначення залежності кута обертання площини поляризації світла від концентрації розчину цукру

  1.  Закрити кришку кюветного відділення 2 цукрометра без розміщення в ньому кювети з розчином. Увімкнути цукрометр в мережу 220 В.
  2.  Сфокусувати зорову трубу 10 на виразне бачення полів порівняння.
  3.  Встановити оранжевий світлофільтр.
  4.  Зрівняти яскравості полів порівняння обертанням регулятора 9. Переконатися в тому, що встановлення полів порівняння на однакову яскравість можна здійснювати при двох положеннях регулятора 9.
  5.  Розмістити трубку з дистильованою водою в кюветному відділенні цукрометра і сфокусувати окуляр зорової труби 10 на чітке зображення межі розділу полів порівняння.
  6.  Поворотом регулятора 9 зрівняти яскравості полів і записати відповідний відлік за шкалою і ноніусом (за S – шкалою). Вимірювання виконувати не менше 3 разів. Середнє значення цих відліків дасть нульовий відлік: , де k = 3 – число відліків.
  7.  Дії, аналогічні до описаних в п.п. 5–6, виконати з трьома розчинами цукру, один з яких (№1) є відомої концентрації, а два інших (№ 2 і № 3) – з невідомими. В результаті вимірювань отримати середнє значення відліків  кута обертання площини поляризації світла для кожного із розчинів.
  8.  Обчислити відповідні кути  повороту площини поляризації світла розчинами за S – шкалою і значення кутів  в кутових градусах, які відповідають кутам .
  9.  Використовуючи значення  для розчину №1 з відомою концентрацією , за формулою

                                                                      (1)

розрахувати питому сталу . Довжини  трубок вказана на робочому місці.

  1.  Використовуючи  і значення  для розчинів № 2 і № 3 визначити концентрації  цих розчинів ().
  2.  Результати вимірювань і обчислень записати в таблицю 1.

Таблиця 1

з/п

Розчин №1

Розчин №2

Розчин №3

,

,

,

,

%

,

%

1

2

3

сер.

Завдання 2. Вивчення обертання площини поляризації світла під дією магнітного поля

  1.  Розмістити в кюветному відділенні цукрометра соленоїд, всередині якого розміщена трубка з дистильованою водою, і під’єднати його до клем А і В випрямляча струму ВС-24М.
  2.  Регулятором 9 зрівняти яскравості полів порівняння в окулярі зорової труби 10. Знайти нульовий відлік  згідно п.п. 6 ЗАВДАННЯ 1.
  3.  Повернути регулятор струму на випрямлячі в крайнє ліве положення і увімкнути випрямляч в мережу 220 В, при цьому стрілка амперметра не повинна відхилятися.
  4.  Тримаючи кнопку С в натиснутому стані, регулятором струму встановити силу струм в соленоїді 2 А. Зрівняти яскравості полів порівняння і визначити відлік .
  5.  Обчислити кут  повороту площини поляризації світла за Sшкалою і кут  в кутових градусах, який відповідає куту  повороту площини поляризації світла, для і=1.
  6.  Змінюючи силу струму через 2 А, виконати вимірювання кутів  (і=2,3,4...7) повороту площини поляризації світла аналогічні п.п. 4–5.
  7.  В залежності від того, в яку сторону зміщується нуль ноніуса, зробити висновок про праве чи ліве обертання площини поляризації світла.
  8.  Результати вимірювань і обчислень записати в таблицю 2.

Увага! Для запобігання перегріву випрямляча, вимірювання слід здійснювати при включенні кнопки С з інтервалом часу t = 2 хв.

Таблиця 2

№ /п

,   S

I, A

,S

θi=ni -(n0), S

і ,

кут. хв

V,

кут. хв/А

1

2

2

3

7

6

9. Побудувати графік залежності  кута повороту площини поляризації  від сили сируму І,

   що проходить через соленоїд. З графіка визначити і I, і за формулою (2.34)

розрахувати сталу Верде. Число витків соленоїда N вказане на робочому місці.

Контрольні запитання

  1.  Яке світло називається поляризованим? Наведіть методи одержання поляризованого світла.
  2.  Яка відмінність між лінійно поляризованим і природним світлом?
  3.  Дайте визначення площини поляризації  лінійно поляризованого світла.
  4.  Який оптичний прилад називають поляризатором? (аналізатором)?
  5.  Поясніть принцип дії цукрометра СУ – 4.
  6.  Які речовини називають оптично активними?
  7.  Що таке питома стала обертання і від яких фізичних величин вона залежить?
  8.  Чому при роботі з цукрометром необхідно застосовувати світлофільтри?
  9.  Які причини повертання площини поляризації світла речовинами в магнітному полі?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11197. Электростатическое поле. Теорема Гаусса для потока вектора и ее применение для расчета полей протяженных зарядов в вакууме 501.5 KB
  Электростатическое поле План лекции Электрические заряды их свойства и классификация. Закон Кулона. Напряженность электростатического поля. Принцип суперпозиции электрических полей. Поток вектора. Теорема Гаусса для потока вектора...
11198. Рекомендательная система на основе узорных структур 223.61 KB
  Программа, которая обрабатывает начальные данные и преобразовывает их в глобальные матрицы, с которыми работают все остальные программы. Программа, которая запускает методы с различными параметрами и сравнивает полученные результаты в терминах точности и полноты. Программа, реализующая алгоритм рекомендаций на основе узорных структур. Программа, которая реализовывала алгоритм Slope One. программа для вычисления точности и полноты.
11199. Совершенствование системы переподготовки пилотов на самолет ИЛ-114-100 в авиакомпании «Узбекские авиалинии» 3.64 MB
  Для обоснования необходимости разработки данной программы раскрыты приоритеты развития и обновления парка воздушных судов национальной авиакомпании (НАК) “Узбекистон Хаво Йуллари”, обоснована целесообразность замены Ан-24 самолетом отечественного производства Ил-114-100, подтверждена необходимость переучивания выпускников СПбГУГА
11200. Постоянный электрический ток, Правила Кирхгофа для разветвленных цепей 382 KB
  Постоянный электрический ток. План лекции: Сила и плотность тока. Электродвижущая сила и напряжение. Закон Ома. Сопротивление проводников. Последовательное и параллельное соединение проводников. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Правил...
11201. Контроль у сфері державного управління 24.94 KB
  Держава є одним із головних суб’єктів здійснення контрольної функції в суспільстві. Вона наділена реальними повноваженнями і має можливості для впливу на суспільство, в ході здійсненнія якого покладається і на результати контролю.
11202. Технология монтажа центробежного охлаждающего насоса пресной воды 2.38 MB
  По результатам расчета ходкости для заданного корпуса судна произведён альтернативный выбор ГД, для которого разработаны системы (топливная, масляная, охлаждения, пускового воздуха), обеспечивающие его надежную работу. Для этих систем определён состав и технические характеристики основного оборудования.
11203. Ливия в системе международных отношений в конце XX – начале XXI веков 226 KB
  Целью моей работы является рассмотрение вопроса Ливии в системе международных отношений, региональной и глобальной безопасности. Исходя из цели работы, я ставлю перед собой такие основные задачи, как: изучение истории государства Ливия; анализ кризисного государства и угрозы глобальной и региональной безопасности; рассмотрение потенциала Ливии
11204. Общие черты и особенности правового положения сельскохозяйственных коммерческих организаций и предприятий 51.5 KB
  Общие черты и особенности правового положения сельскохозяйственных коммерческих организаций и предприятий. Говоря о сельскохозяйственных организациях можно выделить их общие черты присущие любой коммерческой организации. Все они имеют обособленное имущество отв...
11205. Правовые основы проведения аграрной реформы в России 61.5 KB
  Тема: Правовые основы проведения аграрной реформы в России. Объективные предпосылки реорганизации колхозов и совхозов. Порядок определения земельных долей и имущественных паёв в процессе реорганизации сельскохозяйственных предприятий. Особенност...