3. Порядок выполнения работы

Удалив кювету из сахариметра, включить его осветитель. С помощью окуляра поляриметра ОП добиться отчетливого видения границы раздела между правой и левой половинами поля зрения (это легко сделать, когда одна из половин темнее другой).

Установить окуляр микроскопа ОМ (рис.9) так, чтобы была четко видна градусная шкала и штрихи нониуса.

Проверить, совпадают ли нули нониуса и шкалы, связанной с вращением анализатора (или перемещением компенсатора), друг с другом. Если нули не совпадают, то при измерении углов плоскости поляризации необходимо брать соответствующую поправку.

3.1. Определение концентрации неизвестного раствора сахара

Для определения концентрации необходимо измерить углы поворота плоскости поляризации у двух одинаковых по длине коротких кювет. В одной кювете находится раствор сахара с неизвестной концентрацией, в другой с известной (10%). Помещая по очереди в сахариметр кюветы с неизвестной и известной концентрациями, находят соответствующие данным растворам углы поворота плоскостей поляризации. По формуле (5) имеем

(6)

(7)

где и - углы поворота плоскости поляризации раствором с неизвестной и известной концентрациями.

Из формул (6) и (7) получим:

(8)

Для повышения точности измерения углы и следует измерять 15 раз; среднее из полученных значений подставить в формулу (8).

3.2. Определение зависимости угла поворота плоскости поляризации от толщины слоя вещества, проходимого светом

Для определения зависимости угла поворота плоскости поляризации от толщины слоя вещества нужно измерить угол поворота плоскости поляризации длинной кюветы с известной концентрацией (той же, что и в короткой кювете)

(9)

и сравнить его с углом (формула (7)).

Очевидно, угол должен быть во столько раз больше, во сколько больше .

Действительно, из формул (7) и (9)

Это и следует проверить, сравнив отношения и .

3.3. Определение зависимости угла поворота плоскости поляризации от длины волны

Для определения зависимости угла поворота от длины волны проходящего света необходимо произвести измерения угла поворота короткой кюветой с известной (эталонной) концентрацией для другой длины волны. Перед измерением этого угла заменяют светофильтр, находящийся при входе в сахариметр, повернув барабан с набором светофильтров. Для сравнения взять белый светофильтр =550 нм и красный = 700 нм.

Результаты измерений заносят в таблицу.

Номер Измерения
1
2
3
…

Погрешности измеренных углов находятся по формуле прямых измерений.

Погрешность неизвестной концентрации подсчитывается по формуле косвенных измерений.

Контрольные вопросы:

1. Какой свет (излучение) называется плоско поляризованным (линейно поляризованным)? Что называется плоскостью поляризации светового луча?

2. Какие формы поляризации может иметь поляризованный свет?

3. Что такое оптическая анизотропия?

4. Какие вещества являются оптически активными?

5. С помощью каких устройств и оптических явлений можно преобразовать естественный (неполяризованный) свет в плоско поляризованный?

6. Какие основные оптические элементы содержит сахариметр (поляриметр)? Их назначение.

7. Сформулируйте закон Малюса.

Литература:

1. Савельев И.В. Курс общей физики. Книга 4. Волны. Оптика. М.: Астрель. 2002.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: ВШ. 2000.

3. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: ВШ. 1998.