Laba 8

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра общей физики
ВРАЩЕНИЕ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ
Лабораторная работа
студента II курса 62 группы
Гурьева Д.И.
Преподаватель
Загорская С.А.
Минск, 2022
Цель работы — исследование явления вращения плоскости
поляризации света растворами, исследование зависимости постоянной
вращения кварца от длины световой волны.
Используемое оборудование — полутеневой поляриметр, водные
растворы сахара различных концентраций, набор светодиодов,
чувствительный фотодиод, кварцевая пластинка.
Общая схема установки
Рисунок 1 – Схема полутеневого поляриметра:
S – источник света; Л1 – линза; Р – поляризатор; Пл – пластинка; А – анализатор;
Л2 – линза; ФД – фотодиод
Расчетные формулы:
φ = [α]×C×d,
(1)
где [α] – удельная постоянная вращения вещества, C – концентрация
оптически активного вещества, d – толщина слоя вещества, φ – угол поворота
плоскости поляризации при прохождении света через оптически активное
вещество.
[𝛼] =
𝜋
𝜆∗𝐶
(𝑛п − 𝑛л ),
(2)
где λ – длина волны света, nп и nл – показатели преломления среды для света,
поляризованному по правому и левому кругу соответсвенно.
2
Результаты и расчеты:
Таблица 1 – Значение угла поворота плоскости поляризации (φ) при
прохождении света через растворы сахарозы с разными концентрациями (С)
C, %
0
2
4
6
8
X
φ, °
-1,25
2,20
6,30
9,80
13,20
7,22
Таблица 2 – Значения удельной постоянной вращения ([α]) сахарозы,
рассчитанные при различных значениях концентрации (С)
C, %
2
4
6
8
X
град
55,00
78,75
81,67
82,50
77,80
[α], г
см3
∗дм
По результатам измерений <[α]ср> равно 74,48
равно 66,80
град
г
∗дм
см3
град
г
∗дм
см3
. Табличное значение
.
φ, °
16
14
12
10
8
6
4
2
С, %
0
-2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Рисунок 2 – График зависимости угла поворота плоскости поляризации от
концентрации сахарозы
y = 1,825x - 1,25 – уравнение зависимости угла поворота плоскости
поляризации от концентрации сахарозы. Подставим в значение y значение
7,22 и получим: X = 4,64%. Следовательно, по формуле (1) [𝛼] = 77,80.
По формуле (2) получим: 𝑛п − 𝑛л = 6,78∙10-6.
3
Вывод: в ходе лабораторной работы было рассмотрено явление
вращения плоскости поляризации света при прохождении через раствор
оптически активного вещества. В качестве оптически активных веществ
использовались растворы сахара различной концентрации. В начале, налив в
кювету дистиллированную воду, вращали анализатор, чтобы найти
положение полутени, т.е. когда граница между темной и светлой половинами
пропадает. Далее заливали в кюветы растворы сахара различной
концентрации, не изменяя положение анализатора. Наблюдалось
исчезновение границы между двумя половинами. Вращая анализатор на
определённый угол (угол поворота плоскости поляризации), опять искали
состояние полутени. В итоге получили зависимость угла поворота плоскости
поляризации от концентрации раствора (чем больше концентрация, тем
больше угол). Также, исходя из полученных данных, нашли неизвестную
концентрацию раствора сахара.
4