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

85674. Разработка способов восстановления, технологического оборудования на основе широкого использования достижений науки и техники 283 KB
  Создание парка грузовых автомобилей в нашей стране потребовало организовать их ремонт для поддержания работоспособного состояния. До конца 70-х годов преобладало направление – выполнение КР полнокомплектных автомобилей. Однако это шло в ущерб экономики, увеличились простои автомобилей в ремонт
85675. Организация ремонта и расчет себестоимости ремонта буферных комплектов переходных площадок пассажирских вагонов 263 KB
  Краткая характеристика буферных комплектов переходных площадок пассажирских вагонов. Подбор оборудования и запасных частей для ремонта буферных комплектов переходных площадок пассажирских вагонов. Расчет себестоимости ремонта буферных комплектов переходных площадок пассажирских вагонов18 7.31 Введение Основной задачей курсового проекта Организация ремонта и расчет себестоимости ремонта буферных комплектов переходных площадок пассажирских вагонов является определение себестоимости ремонта буферных комплектов...
85676. Определение рыночной стоимости открытого акционерного общества «Пермский завод силикатных панелей» 1.14 MB
  Возможность продажи акций на фондовой бирже служит и средством сохранения денег и стимулом для преобразования деятельности предприятия. Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи: определить основные понятия и цели оценки стоимости предприятия; рассмотреть основные подходы...
85677. Совершенствование логистической деятельности промышленного предприятия на примере ОАО «Керимин» 405.72 KB
  ОАО Керамин это стабильное крупное динамично развивающееся предприятие по производству высококачественных строительных материалов: керамической плитки керамического гранита изделий санитарной керамики керамических камней и кирпича.
85678. Стальной каркас промышленного здания 125.78 KB
  Расчёт балки настила. Расчёт главной балки. Суммарная нагрузка Расчёт балки настила. В данном случае рабочая площадка устойчивость обеспечивает поскольку стальные листы настила непосредственно крепятся к верхнему поясу балок и таким образом исключает возможность выхода балки из плоскости изгиба.
85679. Многомерная и дифференциальная геометрии в задачах 4.44 MB
  Основные определения теоремы и формулы Непустое множество называется мерным аффинным точечным пространством над векторным пространством если выполнены следующие аксиомы: 1 каждой упорядоченной паре точек поставлен в соответствие определенный вектор из который обозначается ; 2 для каждой точки и вектора существует одна и только одна точка такая что ; 3 для любых точек и выполняется равенство . Тогда координаты произвольной точки в старой системе координаты выражаются через ее координаты в новой системе координат по формулам: ...