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

9171. Мышление и интеллект Определение мышления 22.33 KB
  Мышление и интеллект Определение мышления. Мышление - это социально обусловленный, неразрывно связанный с речью познавательный психический процесс, характеризующийся обобщенным и опосредствованным отражением связей и отношений между...
9172. Основные категории педагогики 26.34 KB
  Основные категории педагогики. Любое теоретическое построение требует четкого разграничения между обыденными представлениями и научными знаниями. В обыденной речи воплощается повседневная практика воспитания и обучения. Научные понятия передают педа...
9173. Особенности педагогической профессии 14.85 KB
  Особенности педагогической профессии Принадлежность человека к той или иной профессии проявляется в особенностях его деятельности и образе мышления. По классификации, предложенной Е.А. Климовым, педагогическая профессия относится к группе профессий,...
9174. Ощущения. Виды и закономерности ощущений 24.57 KB
  Ощущения Содержание Понятие ощущение Виды ощущений: экстероцептивные, проприоцептивные, интероцептивные Закономерности ощущений: пороги, адаптация, взаимодействие, синестезия. Требование: уметь классифицировать виды ощущений...
9175. Память и ее характеристики 20.4 KB
  Память и ее характеристики Определение памяти. Память- это процессы организации и сохранения прошлого опыта, делающие возможным его повторное использование в деятельности или возвращение в сферу сознания. Память связывает прошлое субъекта...
9176. Принципы управления образовательными системами 16.74 KB
  Принципы управления образовательными системами Принципы управления - это основополагающие, фундаментальные правила, которые должны соблюдаться при осуществлении управления, обеспечивать достижение заданных целей. П.И. Пидкасистый -сочетание коллегиал...
9177. Профессиональная деятельность педагога 21.03 KB
  Профессиональная деятельность педагога Педагогическая деятельность - есть особый вид общественно-полезной деятельности взрослых людей, сознательно направленный на подготовку подрастающего поколения к жизни в соответствии с экономическими, по литичес...
9178. Психология личности. Личность как социальный индивид 20.14 KB
  Психология личности Личность- это социальный индивид, субъект общественных отношений, деятельности и общения. Э. Фромм: личность есть целостность врожденных и приобретенных...
9179. Психология общения Общение как категория психологии 25.27 KB
  Психология общения Общение как категория психологии Общение является важнейшей категорией психологической науки. Проблематика общения занимает значительное место в общей психологии и в психологии личности. Педагогическая психология, при определенном...