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 СУ–4. Відлік значень кута обертання площини поляризації світла здійснюється за шкалою і ноніусом.

Украинкский

2014-01-18

830 KB

4 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

21706. Методы экспертного оценивания 136 KB
  5] Анализ компетентности экспертов по взаимооценкам [0.6] Анализ компетентности экспертов по оценкам объектов [0. Типичные ситуации группового выбора: распределение конкурсной комиссией поощрений; обсуждение и согласование нескольких альтернативных законопроектов; ранжирование по перспективности внедрения образцов новых промышленных изделий производимое группой экспертов. Например для 3х объектов предпочтение одного из экспертов или он может количественно выразить интенсивность ; ; .
21707. Разделы модуля «Базовые понятия. Методы извлечения знаний» 368 KB
  Методы извлечения знаний [1] История и этапы развития искусственного интеллекта [2] Подходы к созданию систем искусственного интеллекта [3] Искусственный интеллект в России [4] Направления развития искусственного интеллекта [5] Основные определения [6] Методы извлечения знаний [7] Классификация методов извлечения знаний [8] Пассивные методы [9] Наблюдения [10] Анализ протоколов мыслей вслух [11] Лекции [12] Активные методы [13] Активные индивидуальные методы [14] Анкетирование [15] Интервью [16] Свободный диалог [17] Активные групповые методы...
21708. Модуль Жизненный цикл интеллектуальной системы 147.5 KB
  2] Этап 2: Разработка прототипной системы [1.4] Этап 4: Оценка системы [1.5] Этап 5: Стыковка системы [1.
21709. Модуль Методы представления знаний: Нечеткая логика 192 KB
  Математический аппарат Характеристикой нечеткого множества выступает функция принадлежности Membership Function. Обозначим через MFcx – степень принадлежности к нечеткому множеству C представляющей собой обобщение понятия характеристической функции обычного множества. Значение MFcx=0 означает отсутствие принадлежности к множеству 1 – полную принадлежность. Так чай с температурой 60 С принадлежит к множеству 'Горячий' со степенью принадлежности 080.
21711. Оценка вероятностей возможных последствий от нарушений электроснабжения потребителей 181.5 KB
  Оценка вероятностей возможных последствий от нарушений электроснабжения потребителей Для решения широкого класса задач эксплуатации и проектирования с учётом фактора надёжности необходимо определение вероятностей возникновения возможных последствий от нарушения электроснабжения потребителей которые сводятся к следующим: вероятность возникновения катастрофических и аварийных ситуаций исследование которых необходимо для нормирования надёжности электроснабжения; вероятность возникновения отдельных составляющих ущерба их величина и...
21712. ИСПЫТАНИЯ НА НАДЕЖНОСТЬ ЭМС. КОНТРОЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ 2.49 MB
  Показатели надежности экспериментальными методами могут быть получены по результатам либо испытаний – специальных или совмещенных либо наблюдением за функционированием объекта в условиях эксплуатации. Методы испытаний организуются специально с целью определения показателей надежности объем их обычно заранее планируется условия функционирования объектов устанавливаются исходя из требований оценки конкретных показателей. Показатели надежности таких объектов оцениваются в основном либо по результатам совмещенных испытаний при которых...
21713. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ, АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ НАДЕЖНОСТИ 358.5 KB
  Сбор информации об отказе элементов технических систем В общем комплексе мероприятий по обеспечению надёжности любого изделия сбор статистической информации об отказах и оценка показателей надёжности в условиях эксплуатации являются последним заключительным этапом. При этом появляется возможность оценить реальные значения показателей надежности и следовательно оценить эффективность мероприятий по обеспечению надёжности на всех этапах – проектирование производство испытания монтаж эксплуатация. Поэтому особое значение приобретает вопрос...
21714. ИСПЫТАНИЯ НА НАДЕЖНОСТЬ ЭМС. ОПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ 3.06 MB
  При определительных испытаниях могут оцениваться законы распределения отказов и их параметры. При определительных испытаниях могут оцениваться законы распределения отказов и их параметры. Однако существует универсальный план испытаний позволяющий по единой методике проводить статистическую оценку величины Р для изделий с любым законом распределения. Полученные данные по отказам изделий в результате испытаний или по данным эксплуатации подвергаются статистической обработке для получения следующих результатов: определения вида функции...