Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення кута повороту площини поляризації світла"
Скачати 83.9 Kb.
|
Зміст Лабораторна робота 3-5В – індукція магнітного поля, l Список літератури |
|
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО  МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ “ФІЗИКА” “ВИЗНАЧЕННЯ КУТА ПОВОРОТУ ПЛОЩИНИ ПОЛЯРИЗАЦІЇ СВІТЛА” (РОЗДІЛ “ХВИЛЬОВА ОПТИКА”) ДЛЯ СТУДЕНТІВ ТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ КРЕМНЧУК 2011 Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення кута повороту площини поляризації світла” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання. Укладач: асистент Журав В.В. Рецензент: Кафедра фізики Затверджено методичною радою КНУ імені Михайла Остроградського Протокол №____ від «____» ____________ 2011р. Заступник голови методичної ради ______________ доц. С.А. Сергієнко ^ ВИЗНАЧЕННЯ КУТА ПОВОРОТУ ПЛОЩИНИ ПОЛЯРИЗАЦІЇ СВІТЛА Тема роботи: Поляризація світла. Мета роботи: Вивчення явища повороту площини поляризації, визначення концентрації цукру у водному розчині, визначення питомого повороту кварцу. Технічне обладнання Цукромір СУ-3 (або СУ-4), набір кювет з водним розчином цукру, набір кварцевих пластинок в оправі. Загальні вказівки Деякі прозорі кристали й розчини органічних сполук мають властивість повертати площину поляризації плоскополяризованого світла, яке проходить через них. Речовини, що повертають площину поляризації, – оптично активні. Прикладами оптично активних речовин можуть бути кварц, кіновар (кристали), скипидар, нікотин (чисті рідини), розчини оптично активних речовин у неактивних розчинниках (водні розчини цукру, винної кислоти й ін.). Для спостерігача, що дивиться назустріч променю, площина поляризації повертається за годинниковою стрілкою або проти неї. Залежно від напрямку обертання оптично активні речовини називають лівоповертаючими або правоповертаючими. Кут повороту площини поляризації в кристалічній речовині прямо пропорційний шляху l променя в кристалі:  ,де α0 – питоме обертання (стала обертання) речовини; кут повороту площини поляризації в розчинах прямо пропорційний шляху l світла в розчині й концентрації С оптично активної речовини:  .Повертання площини поляризації оптично активними речовинами обумовлено асиметрією молекул і кристалів. В органічних речовинах воно обумовлено асиметричним атомом вуглецю, у якого всі чотири валентності насичені різними атомами (на рис. 15 і 16 – атомами 1, 2, 3, 4). М  олекули або кристали одного різновиду є дзеркальним відображенням молекул або кристалів іншого.Оптично неактивні речовини під дією зовнішнього магнітного поля набувають здатності повертати площину поляризації світла, що поширюється уздовж напрямку поля. Це явище називають ефектом Фарадея. Кут повороту площини поляризації магнітним полем  ,де ^ – індукція магнітного поля, l – довжина шляху світла в магнітному полі, V – стала Верде, що залежить від довжини хвилі світла й природи речовини. Повертання площини пояснюється теорією Френеля, відповідно до якої вектор напруженості електричного поля розкладається на два вектори половинної амплітуди, які повертаючись в протилежних напрямках одночасно переміщаються в напрямку променя з різними швидкостями. При виході з оптично активної речовини ці вектори складаються й дають результуючий вектор плоскополяризованого променя. Оскільки швидкості переміщення векторів уздовж напрямку променя неоднакові, площина поляризації світла повертається на деякий кут. Метод вимірювання На рис. 17 показано цукромір СУ-4, а його оптичну схему – на рис. 18. Світловий потік від лампи Л через конденсор К падає на поляризатор П, який перетворює його в поляризований. Потім потік світла проходить через напівтіневу пластину НП, яка розділяє його на дві половини. При цьому пластина установлена так, що площини поляризації обох половин світлового пучка становлять однакові кути із площиною поляризації аналізатора А. При відсутності оптично активної речовини М обидві половини поля зору в зоровій трубі ЗТ освітлені однаково. При введенні в камеру приладу оптично активної речовини рівність освітленості обох половин поля зору порушується. Д   ля компенсації кута повороту площини поляризації застосовується компенсаційний вузол КВ, що складається з великого кварцового клина лівого обертання, контрклина і малого клина правого обертання. Компенсаційний вузол пов'язаний із гвинтом і шкалою. При вирівнюванні освітленості обох половин поля зору кут повороту відлічується за основною шкалою й ноніусом, що розміщений над основною шкалою. У цукромірі застосована міжнародна цукрова шкала. Один градус цієї шкали1° S = 0,3462° кутових. Додатні кути відлічуються від нуля вправо, від’ємні – вліво. Якщо в якості оптично активної речовини використовується водний розчин цукру, то за виміряним кутом повороту площини поляризації φ можна визначити концентрацію цукру в розчині:  , (19)де l – довжина кювети з розчином цукру; α0 – питоме обертання. Спостереження ведеться в жовтому світлі, для якого питоме обертання цукру α0 = 66,5·10-2 кутових градусів м2/кг, довжина застосовуваної кювети l – 0,200 м, або 0,100 м. Відносна похибка вимірювання концентрації цукру в розчині  . (20)За технічними характеристиками приладу Δl = 5·10–6 м, Δφ = 0,05°S = 0,01731° кутових, Δφ0 = 0,0005° кутових. Якщо в якості оптично активної речовини використовується кварцева пластинка, то, вимірявши кут повороту площини поляризації φ, можна визначити питоме повертання кварцу:  , (21)де l – товщина кварцевої пластинки. Відносна похибка визначення питомого повертання кварцу  , (22)причому Δφ = 0,01731° кутових, Δl = 5·10–6 м. Товщина кварцевої пластинки зазначена на її оправі. Виконання роботи
Таблиця 5
Таблиця 6
Таблиця 7
Зміст звіту: назва й номер лабораторної роботи, спрощена схема цукроміра, табл. 5-7 з результатами вимірювань і розрахунків. Контрольні питання
Література: [1, т. 3, § 8.4-8.5; 2, т. 2, § 138-141; 3, с. 574-576]. ^
Зайдель А.Н. и др. Таблицы спектральных линий. - М.: Наука, 1962. Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення кута повороту площини поляризації світла” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання. Укладач: асистент Журав В.В. Відповідальний за випуск зав. кафедри фізики О.І.Єлізаров Підп. до др._____________. Формат 60×84 1/16. Папір тип. Друк ризографія. Ум. друк. арк. _________. Наклад________прим. Зам. №_____. Безкоштовно. Видавничий відділ Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, 39600 |
Схожі:
 | Роботи Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Перевірка закону Малюса й визначення ступеня... | | Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " " визначення роботи виходу електрона" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення роботи виходу електрона” ( розділ... |
| Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " " дослідження дифракції світла на вузькій щілині " Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Дослідження дифракції світла на вузькій щілині”... | | Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "дослідження дисперсії світла у склі за допомогою гоніометра" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Дослідження дисперсії світла у склі за допомогою... |
| Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення показника заломлення рідини рефрактометром" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення показника заломлення рідини рефрактометром”... | | Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення ємності конденсатора мостовою схемою" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика “ “Визначення ємності конденсатора мостовою... |
| Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "визначення радіуса кривини лінзи за кільцями ньютона" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення радіуса кривини лінзи за кільцями... | | Лабораторна робота №35 Вивчення обертання площини поляризації світла І визначення концентрації цукру в розчині Ознайомитись з явищами обертання площини поляризації світла оптично активними речовинами І штучного обертання площини поляризації... |
| Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "вивчення електричних властивостей сегнетоелектриків" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Вивчення електричних властивостей сегнетоелектриків... | | Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни " фізика " "вивчення магнітних властивостей феромагнетиків" Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Вивчення магнітних властивостей феромагнетиків”... |