aaaaCzęsto usiłujemy ukryć nasze uczucia przed tymi, którzy powinni je poznać.aaaa [ Pobierz całość w formacie PDF ]
Temat:Badanie zjawiska skręcania płaszczyzny polaryzacji światła

Celem ćwiczenia było wyznaczenie współczynników skręcania płaszczyzny dla roztworu wody z cukrem oraz dla dielektryka w polu magnetycznym. Zdolność substancji do skręcania płaszczyzny polaryzacji nazywamy aktywnością optyczną.

(1)               Ćwiczenie składało się z 2 faz: W obydwu przypadkach spolaryzowane światło padało na kuwetkę z substancją skręcającą po czym przekręcając półfalówkę otrzymywaliśmy w okularze obraz ciemniejszej lub jaśniejszej kreski. Uzyskanie jednolitego obrazu oznaczało kąt pod jakim skręcona jest płaszczyzna spolaryzowana. Różnice między pierwszą a drugą częścią ćwiczenia polegały na innych substancjach skręcających oraz zjawiskach fizycznych powodujących to skręcanie.

(2)               1. W pierwszym przypadku układ składał się z lampy sodowej zintegrowanej razem z całym

(3)               oprzyrządowaniem optycznym oraz kuwetki. Do kuwetki wlewana była woda destylowana wymieszana z dokładnie odmierzoną ilością cukru. Kąt skręcania płaszczyzny polaryzacji był zmieniany na wskutek różnego stężenia roztworu.

              gdzie:              α – kąt skrętu płaszczyzny, γ - zdolność skręcająca roztworu, c – stężenie roztworu,               h– grubość warstwy roztworu

2. W drugiej części ćwiczenia układ składał się również z lampy sodowej ale substancją skręcającą w kuwetce był dielektryk. Zróżnicowanie kąta skręcania następowało na wskutek zmiany indukcji pola magnetycznego, które z kolei zmieniało się dzięki zmiennemu prądowi jaki przechodził przez cewkę. Stała określająca możliwość materiału do skręcania płaszczyzny spolaryzowanej nazywa się stałą Verdeta. Znajomość tej wielkości pozwoli nam na wyznaczenie stosunku .

Czynności związane z wykonaniem ćwiczenia ograniczały się głównie do odczytu kąta o jaki, pod wpływem zewnętrznych warunków skręcała się płaszczyzna polaryzacji światła.

              W pierwszej części dla odpowiednich ilości cukru (1,2,4,6,8,10g) i stałej ilości wody 50ml wykonywaliśmy roztwory, które po dokładnym wypłukaniu kuwetki wlewaliśmy do niej, a następnie umieszczaliśmy kuwetę między półfalówką (L), a analizatorem(A). Odczyt odbywał się poprzez zrównanie odcieni między kreską środkową a otoczeniem.

              W drugiej części ćwiczenia warunki zewnętrzne czyli indukcję pola magnetycznego zmieniamy za pomocą prądu. Regulację prądu umożliwiał zainstalowany w zasilaczu potencjometr a włączony w obwód amperomierz pozwalał na odczyt zadanego natężenia. Odczyt odbywał się podobnie jak w części pierwszej z tym, że punkt zerowy (dla prądu równego 0) na skali umieszczony był w w punkcie C.

              Dla pierwszej części wykonaliśmy 6 pomiarów, w części drugiej wykonanych zostało 15 pomiarów. Wyniki oraz ich opracowanie przedstawione zostały w następnym rozdziale.

              Wyniki pomiarów kąta skręcenia w zależności od stężenia roztworu:
 

Wyniki pomiaru kąta skręcania otrzymane w stopniach zostały przeze mnie zamienione na radiany, a stężenie z postaci uwikłanej (g/50ml) zamienione na jednostki układu SI w celu zapobiegnięciu otrzymania wyników w jednostkach innych niż oczekiwane.

Z przedstawionych powyżej wyników utworzyłem wykres (w programie Origin) przedstawiający interesującą nas zależność.

              Wyniki pomiarów kąta skręcenia w zależności od natężenia prądu:

              Pomiary te są już przedstawione w takiej formie by na wykresie poniżej otrzymać jak współczynnik kierunkowy, z którego policzę zaraz stałą Verdeta.
 

Wnioski

●         Wyznaczone wartości z pierwszej części ćwiczenia obarczone są małym błędem, ale współczynnik korelacji liniowej odczytany z wykresu jest nie bliski 1 co znaczy, że ćwiczenie zostało przeprowadzone nie całkiem poprawnie.

●         Wszelkiego rodzaju odstępstwa punktów pomiarowych od osi przybliżenia liniowego mogły być spowodowane zanieczyszczeniem kuwetki roztworem z poprzedniego pomiaru, jak również czynnikiem ludzkim, ponieważ obserwacja światła polegająca na porównaniu jasności dwóch sąsiadujących ze sobą pól jest jedną z najdokładniejszych metod obserwacji przez ludzkie oko, to jednak duże zmiany kontrastu przy małym kącie skręcenia mogły spowodować, że obserwator nie wyznaczył kąta wystarczająco precyzyjnie.

●         W drugiej części ćwiczenia mieliśmy do czynienia z prądem max 6,7A co jak możemy zaobserwować na wykresie dało pozytywne wyniki w postaci punktów pomiarowych leżących blisko przybliżenia liniowego.