Порядок выполнения работы. Измерения рекомендуется начинать через 10 минут после включения нариевой лампы поляриметра*.

Упражнение №1. Определение удельной постоянной
вращения раствора сахара

Измерения рекомендуется начинать через 10 минут после включения нариевой лампы поляриметра*.

Открыв крышку 6 (рис. 6), установите в поляриметре кювету с дистиллированной водой и определите угол по шкале поляриметра. Измерение проведите не менее 5 раз. Вычислите по формуле (8) среднее значение угла и по формуле (9) абсолютную погрешность .

Поместите в поляриметр кювету с известным значением концентрации сахара в растворе и найдите угол по шкале поляриметра. Измерения проведите не менее 5 раз. Вычислите среднее значение и погрешность по формулам (8 и 9).

Определите угол поворота и абсолютную погрешность .

Измерив длину кюветы l, вычислите (согласно формуле (5)) постоянную вращения раствора сахара

.

Оцените относительную ошибку определения удельной постоянной вращения раствора сахара по формуле:

,

Результаты измерений внесите в таблицу.

Таблица

Величина	Результаты наблюдений	Среднее значение	Абсолютная погрешность
qО
q1
q2
l

Запишите результат измерений в виде доверительного интервала:

.

Упражнение №2. Измерение концентрации раствора сахара

Установите в поляриметр кювету с дистиллированной водой и определите угол по шкале поляриметра. Измерения проведите не менее 5 раз и найдите среднее значение и абсолютную погрешность (см. результаты измерений п.1 упражнения №1).

Поместите в поляриметр кювету с неизвестным значением концентрации сахара в растворе и найдите угол по шкале поляриметра. Измерения проведите не менее 5 раз. Определите среднее значение , погрешность и результаты этих величин занесите в таблицу.

Найдите угол поворота и абсолютную погрешность .

Определите неизвестную концентрацию раствора сахара по формуле: .

Вычислите относительную ошибку измерения концентрации сахара в водном растворе по формуле

,

Запишите результат измерения в виде доверительного интервала

.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Укажите цель данной лабораторной работы.

Нарисуйте принципиальную оптическую схему поляризатора.

Назовите основные составные элементы поляриметра СМ-2.

Какова методика отсчета поворота плоскости поляризации?

Каковы направления вектора напряженности электрического поля и напряженности магнитного поля относительно направления распространения электромагнитной волны?

Какой свет называется естественным светом?

Назовите виды поляризованного излучения.

Какой луч света называется эллиптически поляризованным?

Какой луч света называется поляризованным по кругу?

Какой луч света называется линейно или плоскополяризованным?

Каков принцип работы поляризатора?

Сформулируйте закон Малюса.

Какие вещества называются оптически активными?

От каких величин зависит угол поворота плоскости поляризации для кристаллов?

От каких величин зависит угол поворота плоскости поляризации для растворов?

Сформулируйте закон Фарадея в случае оптически неактивных веществ.

Укажите размерность постоянной Верде.

Каково объяснение оптической активности (вращения плоскости поляризации) по Френелю, Борну, Розенфельду?

Какое явление называется двойным лучепреломлением?

Назовите области применения поляриметрии.

Поворотом какого элемента поляриметра добиваются резкого изображения линии раздела полей сравнения?

22. Каков порядок выполнения упражнения №1?

23. Какие измерения проводят при выполнении упражнения №1?

24. Какую величину определяют при выполнении упражнения №2?

25. Какова методика определения относительной ошибки при косвенном измерении концентрации водного раствора сахара?

26. По какой формуле определяется абсолютная ошибка косвенно измеряемой величины?

27. Какова окончательная запись результата измерений и вычислений измеряемой величины?

28. При какой толщине кварцевой пластинки угол поворота плоскости поляризации монохроматического света равен 120⁰? Постоянная вращения для кварца (для данной длины волны) равна 0,52 рад/мм.

29. Какова концентрация водного раствора сахара, если при прохождении света через кювету с раствором длиной 25 см плоскость поляризации поворачивается на угол 20⁰? Удельное вращение [ a ] сахара равно 1,17×10^-2 рад×м²/кг.

Раствор оптически активного вещества с массовой концентрацией
С₁ = 280 кг/м³ поворачивает плоскость поляризации на угол 30⁰. Определить концентрацию С₂ раствора этого вещества, налитого в кювету длиной в два раза меньшей первоначальной, если угол поворота плоскости поляризации оказался равным 36⁰.