Pracownia Zakładu Fizyki PL

Nazwisko i imię Jarosław Semeniuk							Wydział WT Grupa 3.3
Data wyk. ćwicz: 19.11.'97		Numer ćwicz: 10.2		Temat ćwiczenia Wyznaczanie skręcalności właściwej roztworów
Zaliczenie		Ocena		Data	Podpis

1. Wstęp teoretyczny:

Jeżeli przez niektóre kryształy przechodzi światło już uprzednio spolaryzowane, to biegnąc wzdłuż osi optycznej tego kryształu doznaje skręcenia płaszczyzny polaryzacji - czyli kierunek drgań wektora świetlnego ulega zmianie. Własności skręcenia płaszczyzny polaryzacji posiadają oprócz kryształów niektóre ciecze i roztwory, a nawet gazy. Własności te związane są z pewną asymetrią w budowie kryształów lub cząsteczek.

Do badań skręcania płaszczyzny polaryzacji używa się przyrządów zwanych polarymetrami. Polarymetr składa się z dwóch nikoli: polaryzującego P i analizującego A oraz lunetki L. Światło po przejściu przez nikol P zostaje spolaryzowane liniowo. Nikol A możemy przez obrót ustawić w ten sposób, że kierunek drgań przepuszczanych przez niego będzie zgodny z kierunkiem drgań światła spolaryzowanego przez nikol P. Przez lunetę obserwujemy wtedy jasne pole, a o tak ustawionych nikolach mówimy że są równoległe. Jeżeli analizator A obrócimy o kąt 90^o tak, że kierunki drgań promieni padającego i przepuszczanego są wzajemnie prostopadłe, to pole w lunecie stanie się ciemne i mówimy wówczas, że nikole są skrzyżowane. Wstawiając pomiędzy skrzyżowane nikole rurkę z cieczą zauważymy, że pole widzenia w lunecie rozjaśni się. Oznacza to że płaszczyzna polaryzacji po przejściu przez substancję została skręcona. Przy obrocie analizatora o pewien kąt α pole widzenia w lunecie ulegnie ponownie zaciemnieniu. Kąt α o jaki został obrócony analizator jest kątem skręcenia płaszczyzny polaryzacji przez badaną substancję.

2. Opis wykonania ćwiczenia:

Sporządzamy kilka roztworów o znanych stężeniach badanej substancji w wodzie destylowanej. Stężenie obliczamy ze wzoru: ; gdzie:

m - masa rozpuszczonej substancji,

V - objętość roztworu.

Oświetlamy polarymetr monochromatycznym źródłem światła i ustawiamy analizator w takie położenie, przy którym wszystkie części pola widzenia wydają się jednakowo ciemne i odczytujemy zero polarymetru ( α₁).

Napełnioną rurkę roztworem wstawiamy pomiędzy analizator i polaryzator i doprowadzamy analizator do położenia w którym wszystkie części pola widzenia będą jednakowo ciemne. Przy takim położeniu odczytujemy kąt (α₂).

Wielkość kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji jest równa :

α=α₂-α₁

Podobnie badamy wszystkie próbki roztworów.

3. Tabela pomiarów i wyników obliczeń współczynnika skręcenia k.

Lp	c	α2[°]	α[rd]	k
1.	166	9,4	0,1603	0,0101649
2.	222	14,4	0,2476	0,0117402	0,0115156
3.	277	17,5	0,3018	0,0114687
4.	333	23,2	0,4014	0,0126885
α1=0,23° l=0,095m.

4. Rachunek błędu obliczony metodą różniczkową:

Δm.=0,00020 kg

ΔV=0,000001 m³

Δα=0,017 rd

Tabela rachunku błędu.

lp	Δk	δ	δ%
1	0,002311	0,22736	22.7%
2	0,002043	0,17404	17,4%
3	0,001737	0,15146	15,1%
4	0,001664	0,131109	13,1%

5. Wnioski:

Na podstawie pomiaru współczynnika skręcalności właściwej możemy wywnioskować, że roztwór glukozy w wodzie destylowanej wykazuje właściwości skręcania płaszczyzny polaryzacji. Duży błąd pomiaru współczynnika K był spowodowany małą dokładnością odczytu kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji, a także małą dokładnością odczytu masy glukozy użytej do wykonania roztworu. Dwa pierwsze pomiary nie zostały wykonane prawidłowo ponieważ niewielki kąt skręcania płaszczyzny polaryzacji uniemożliwił dokładny odczyt.

---