Порядок виконання роботи. 1 Увімкнути джерело світла поляриметра.
1 Увімкнути джерело світла поляриметра.
2 Ознайомитись із будовою поляриметра. Вивчити, користуючись окуляром 11 (рис. 6.2.5), шкалу приладу. На нерухомій верхній частині шкали знаходиться шкала ноніуса 1 (рис. 6.2.8). Рухома нижня частина шкали 2 (рис. 6.2.8) пов’язана з компенсатором 7 (рис. 6.2.5) і регулюється ручкою 10 (рис. 6.2.5).
   
а б
|
Рисунок 6.2.8 – Шкала поляриметра. Для випадку, який відповідає рис. 6.2.8 а, кут повороту площини поляризації світла дорівнює 50,80°, для випадку рис. 6.2.8 б цей кут дорівнює (–11,90°)
Коли кут повороту площини поляризації світла набуває додатних значень (рис. 6.2.8 а), вінвизначається сумою двох величин: кількістю поділок основної шкали 2, що розміщені ліворуч від нульової поділки ноніуса (у випадку рис. 6.2.5 а зліва розміщено 50 поділок), та величиною, що дорівнює добутку точності ноніуса(у випадку рис. 6.2.5 а точність ноніуса дорівнює 0,05°) на номер поділки додатної шкали ноніуса 1, що збігається з поділкою основної шкали (у випадку рис. 6.2.5 а це 16-та поділка додатної шкали ноніуса; додатна шкала ноніуса розміщена праворуч від нульової позначки ноніуса, позначена знаком «+»). Таким чином, кут повороту площини поляризації світла, що відповідає рис. 6.2.5 а, дорівнює 50,80°.
Коли кут повороту площини поляризації світла набуває від’ємних значень (рис. 6.2.8 б), вінтакож визначається сумою двох величин: кількістю поділок основної шкали 2, що розміщені праворуч (а не ліворуч, як у попередньому випадку) від нульової поділки ноніуса (у випадку рис. 6.2.5 б праворуч розміщено 11 поділок), та величиною, що дорівнює добутку точності ноніуса(у випадку рис. 6.2.5 б точність ноніуса дорівнює 0,05°) на номер поділки від’ємної шкали ноніуса 1 (а не додатної шкали ноніуса, як у попередньому випадку), що збігається з поділкою основної шкали (у випадку рис. 6.2.5 б це 18‑та поділка від’ємної шкали ноніуса; від’ємна шкала ноніуса розміщена ліворуч від нульової позначки ноніуса, позначена знаком «–»). Таким чином, кут повороту площини поляризації світла, що відповідає рис. 6.2.5 б, дорівнює (–11,90°).
3 Визначити нульовий відлік приладу a0:
а) переконатися, що в поляриметрі відсутня трубка з оптично активною речовиною;
б) налаштувати окуляр на різке зображення лінії розділу бікварцу Солейля;
в) обертаючи ручку 10 (рис. 6.2.5), знайти її положення, в якому б одна з половинок поля зору була темною; потім за допомогою незначного обертання ручки 10 знайти інше її положення, в якому б інша половина поля зору була темною. Далі за допомогою ручки 10 установити однакову яскравість обох частин поля зору, яка відповідає проміжному з вищезазначених положень (яскравість темної половинки поля зору збільшується, світлої – зменшується; характерна особливість цього стану – незначне обертання ручки 10 викликає різку зміну яскравості). Саме це положення ручки 10 і визначає шуканий кут;
г) визначити за допомогою шкали 11 (рис. 6.2.5) кут a0 і записати цей результат у табл. 6.2.1;
д) повторити вимірювання a0 (пункти 3 в та 3 г) ще 4 рази.
4 Покласти у поляриметр (рис. 6.2.5, позиція 6) трубку з досліджуваною речовиною відомої концентрації (довжина цієї трубки менша за довжину двох інших трубок). Налаштувати окуляр на різке зображення лінії розділу бікварцу Солейля 5. Виконуючи пункт 3 в, встановити однакову яскравість обох частин поля зору у чутливому затемненому положенні. Визначити за допомогою шкали 11 (рис. 6.2.5) кут a1 та записати цей результат у табл. 6.2.1. Виконати ще 4 аналогічні вимірювання та занести їх до табл. 6.2.1.
5 Покласти у поляриметр трубку з досліджуваною речовиною невідомої концентрації (рис. 6.2.5, позиція 6) замість трубки з відомою концентрацією. Визначити кут a2 аналогічно, як у пункті 4. Записати результати вимірювань у табл. 6.2.1.
6 Для ще одної трубки з досліджуваною речовиною невідомої концентрації визначити кут a3 аналогічно, як у пункті 4. Записати результати вимірювань у табл. 6.2.1.
7 Вимкнути джерело світла поляриметра.
8 Визначити середні значення кутів 
за результатами п’яти вимірювань за формулою 
(індекс 
набуває значення 0, 1, 2, 3). Записати середні значення у таблицю.
Таблиця 6.2.1
| Номер досл. (i) | Кути повороту площини поляризації | Довжина трубок, см | Концентрація, % | |||||||
| a0 | a1 | a2 | a3 | l1 | l2 | l3 | C1 | C2 | C3 | |
| Середні значення | ||||||||||
| Похибки | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,2 |
9 Визначити похибки вимірювань кутів за допомогою співвідношення
,
де 
– випадкова похибка; 
– похибка приладу (визначається за шкалою компенсатора). Записати отримані результати у табл. 6.2.1.
10 Кут повороту площини поляризації 
визначається як різниця кінцевого й нульового значень кута 
: 
. Тоді формула (6.2.5) для визначення концентрації оптично активної речовини набере вигляду
. (6.2.6)
Тоді середні значення невідомої концентрації 
та 
оптично активної речовини можемо визначити зі співвідношення
. (6.2.7)
Індекс 
набуває значення 2, 3. Записати отримані результати у табл. 6.2.1.
11 Похибку вимірювань невідомої концентрації оптично активної речовини знайти за допомогою співвідношення
. (6.2.8)
Записати отримані результати у табл. 6.2.1.
12 За результатами роботи зробити висновки, в яких навести результати вимірювань концентрації оптично активної речовини у двох різних трубках у вигляді 
.
Контрольні питання[25])
1 Поляризоване й природне світло. Поляризатор. Ступінь поляризації.
2 Закон Малюса. Проходження природного світла через поляризатор.
3 Поляризація світла при відбитті та заломленні. Закон Брюстера.
4 Явище подвійної променезаломлюваності. Призма Ніколя. Чвертьхвильова пластинка. Явище дихроїзму.
5 Які речовини називають оптично активними? Дайте пояснення обертанню площини поляризації світла в оптично активних речовинах.
6 Призначення, будова та принцип роботи напівтіньового аналізатора (бікварцу Солейля).
7 Призначення, будова та принцип роботи клиноподібного компенсатора.
8 Будова та принцип роботи поляриметра.
9 Доведіть розрахункову формулу (6.2.5).
10 Доведіть формулу (6.2.8) для визначення похибки вимірювання концентрації оптично активної речовини.
Дата добавления: 2015-05-05; просмотров: 696;