To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Ćwiczenie nr: 88
rok: I
semestr: letni
Pomiar naturalnej aktywności optycznej.
Ocena:
1. Wiadomości wstępne.
1.1 Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie ze zjawiskiem skręcania płaszczyzny polaryzacji światła w cieczach i kryształach optycznie czynnych oraz wyznaczenie stężenia roztworu cukru na podstawie jego zdolności skręcającej właściwej.
1.2 Wstęp teoretyczny.
W ćwiczeniu używa się sacharymetru przedstawionego schematycznie na rysunku:
Sacharymetr jest rodzajem polaryskopu, a więc przyrządu złożonego z polaryzatora, analizatora oraz umieszczonego między nimi badanego ciała. Nazwa bierze się stąd, że sacharymetr jest polaryzatorem zaopatrzonym w dodatkowe urządzenia, ułatwiające pomiar cukru. Do pomiarów użyto monochromatycznej wiązki światła o długości fali λ. Światło to zostaje spolaryzowane przez półcieniowy polaryzator P, przechodzi przez badany roztwór R albo badaną płytkę kwarcową K, potem przez analizator A, a następnie wpada do oka obserwatora. Półcieniowy polaryzator jest wykonany z dwóch polaryzatorów P1 i P2, których płaszczyzny polaryzacji tworzą ze sobą kąt wynoszący około 3˚. Gdyby płaszczyzna analizatora była prostopadła do płaszczyzny polaryzacji części P1 polaryzatora, wtedy była by wygaszona lewa część pola widzenia. Analogicznie można prawą część pola widzenia. Jeżeli jednak płaszczyzna analizatora jest prostopadła do dwusiecznej kąta między kierunkami przepuszczania obu części P1 i P2, to całe pole jest, co prawda przyciemnione, ale jednakowo jasne.
Kąt Γ skręcania płaszczyzny polaryzacji wyznacza się następująco:
Γ= Γc∙c∙d
gdzie: c - stężenie roztworu, Γc - zdolność skręcająca właściwa, d - droga promienia w ośrodku aktywnym.
Kąt Γ skręcania płaszczyzny polaryzacji można wyznaczyć również z różnicy azymutów. W pustym sacharymetrze ustawiamy analizator na równą jasność obu części pola widzenia i otrzymujemy wówczas azymut α0, następnie wstawiamy badane ciało i ponownie ustawiamy analizator na równą jasność w ten sposób otrzymujemy azymut αZ. Gdy mamy oba te azymuty szukany kąt skręcania Γ płaszczyzny polaryzacji wyliczamy ze wzoru:
Γ= αZ- α0.
Tabele pomiarowe.
Pomiar stężenia roztworu cukru.
Wyznaczanie azymutu analizatora dla rurek z roztworami o 0% (woda destylowana), 10% i 15% stężeniem cukru oraz dla rurek X, Y, Z o nieznanym stężeniu:
Lp.
(…)
… - liczba pomiarów
xi - i-ty pomiar odchylenie standardowe średniej arytmetycznej liczymy ze wzoru:
n - liczba pomiarów
x - średnia arytmetyczna
xi - i-ty pomiar Obliczenia dla tabeli 2.1.2:
obliczanie kąta skręcania:
α - azymut analizatora z badaną rurką;
α0 - azymut analizatora z rurką, w której jest woda destylowana;
błąd kąta skręcania liczymy z różniczki zupełnej:
Δα - błąd azymutu analizatora z badaną rurką;
Δα0 - błąd azymutu analizatora z rurką, w której jest woda destylowana;
Obliczenia dla tabeli 2.1.3:
obliczanie stężenia cukru:
Γ - kąt skręcania badanego roztworu;
Γz - kąt skręcania roztworu o znanym stężeniu;
cz - znane stężenie;
błąd stężenia wyliczamy z różniczki zupełnej:
; ; ;
Obliczanie dla pomiarów zdolności skręcającej kwarcu:
sprawdzanie zdolności skręcającej kwarcu przy obrocie…
… istniała konieczność wyznaczenia odchyleń standardowych średniej arytmetycznej (niepewności pomiaru), ponieważ wykonywaliśmy serię pomiarów i uśrednialiśmy wynik. Dodatkowym błędem występującym w ćwiczeniu był niewątpliwie błąd wynikający z niewłaściwego odczytania podziałki sacharymetru, która umożliwiała wyznaczenie kąta z dokładnością 0,01˚. Ponieważ niektóre pomiary nie były wykonywane z dużą…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)