Требования к технике безопасности
Электропитание экспериментальной установки осуществляется от розетки, расположенной на стене, к которой подведено сетевое напряжение 220В. Установка подключается проводами с двухполюсной вилкой. Все токоведущие части установки закрыты, что исключает их случайное касание.
При выполнении работы необходимо:
1) внимательно ознакомиться с заданием и оборудованием;
2) проверить заземление установки и изоляцию токоведущих проводов, о замеченных неисправностях немедленно сообщить преподавателю или лаборанту;
3) не загромождать рабочее место посторонними предметами;
4) не оставлять без присмотра работающую лабораторную установку;
5) обращаться с кюветами очень осторожно, неиспользуемые кюветы устанавливать в держатель;
6) по окончании работы выключить установку, отсоединить провода от сети и привести в порядок рабочее место.
Выполнение работы
Внимание! Окна кювета должны быть чистыми, при установке кювет не касаться окон руками!
Определить нулевой отсчет при наличии кюветы с растворителем. Для этого установить в поляриметр кювету с дистиллированной водой и вращением втулки окуляра добиться резкого изображения линии раздела полей сравнения. После этого, вращая ручку 9 рис.3.3, уровнять яркости полей сравнения в чувствительном положении (полутемное поле, поле должно быть тёмным). Снять показания по шкале лимба и отсчетного устройства. Установку на равномерную яркость полей сравнения со снятием отсчетов повторить пять раз. Вычислить средне арифметическое, которое и будет нулевым отсчетом.
Отсчеты снимаются следующим образом:
1)определить, на сколько градусов повернута шкала лимба по отношению к шкале первого отсчетного устройства, затем по штрихам первого и второго отсчетного устройств, совпадающим со штрихами шкалы лимба, отсчитать доли градуса. Величина отсчета по нониусу 0,02°. Оцифровка отсчетного устройства: «10» соответствует 0,10°, «20» соответствует 0,20° и т.д. К числу градусов, взятых по шкале лимба первого отсчетного устройства, прибавить средний арифметический отсчет по шкале первого и второго отсчетного устройства;
1) установить в поляриметр кювету с раствором сахара известной концентрации. Добившись резкого изображения линии раздела полей сравнения, медленным поворотом анализатора установить равенство яркостей полей сравнения и снять показания. Таких измерений сделать пять и взять среднее арифметическое из них. Из полученного значения вычесть нулевой отсчет, определенный в предыдущем пункте. Вычислить постоянную вращения по формуле
[a] = j / d·C, (3.2)
где j – угол вращения плоскости поляризации в градусах; d – длина кюветы в м (указана на кювете); C – концентрация оптически активного вещества в кг/м3 (указана на кювете). Определить погрешность измерений и записать окончательный результат в виде
[a] = [a]ср ± D[a];
3) установить в поляриметр кювету с раствором сахара неизвестной концентрации. Добившись резкого изображения линии раздела полей сравнения, поворотом анализатора установить равенство яркостей полей сравнения и снять показания. сделать пять таких измерений и взять из них среднее арифметическое. Из полученного значения вычесть нулевой отсчет, определенный ранее. Вычислить концентрацию раствора по формуле:
C = j / (d·[a]), (3.3)
где j – угол вращения плоскости поляризации в градусах; d – длина кюветы в м (указана на кювете); [a] – постоянная вращения для сахара, определенная в предыдущем пункте. Определить погрешность измерений и записать окончательный результат в виде
С = Сср ± DС.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается явление вращения плоскости поляризации?
2. Какие вещества называются оптически активными?
3. В чем причина оптической активности веществ?
4. Каковы преимущества полутеневого метода?
5. Почему при работе с поляриметром необходимо применять монохроматический свет?
6. Монохроматический свет проходит через поляризатор, оптически активное вещество и отражается от зеркала в обратном направлении. Будет ли поляризатор задерживать отраженный свет?
Список литературы
1. Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976. – С. 607–620.
2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1989. – С. 106–107.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. – М.: Наука, 1980.– С.397–398.