FIZ OP~6, Zjawisko nak˙adania si˙ 2 lub wi˙cej fal nazywamy zjawiskiem interferencji


POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

KATEDRA FIZYKI

Ćw. nr 15

TEMAT : WYZNACZANIE STĘŻENIA CUKRU

ZA POMOCĄ POLARYMETRU.

Rafał Proskura

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

GRUPA V

ROK AKADEMICKI

1996/1997

I

Światło jest poprzeczną falą elektromagnetyczną . Oko ludzkie i wiele urządzeń optycznych reaguje wyłącznie na pole elektryczne tej fali . Tak więc drgania świetlne możemy uważać za drgania elektryczne i opisywać je równaniem falowym drgań elektrycznych . Zazwyczaj światło jest falą bardzo złożoną , ponieważ występują fale o różnych długościach , a drgania zachodzą we wszystkich płaszczyznach przez kierunek rozchodzenia się . Celem uproszczenia sytuacji w wielu doświadczeniach stosuje się światło o jednej tylko długości fali , czyli monochromatyczne . W niektórych doświadczeniach drgania fali świetlnej ograniczamy tylko do jednej płaszczyzny . Mówimy wtedy , że światło jest liniowo spolaryzowane . Płaszczyznę polaryzacji nazywamy płaszczyznę prostopadłą do płaszczyzny , w której zachodzą drgania . Równanie światła monochromatycznego spolaryzowanego liniowo przyjmuje postać :

Ey = Eo cos 2 (-) gdzie -długość fali

Eo -amplituda

t - czas

T - okres

Element , który powoduje wydzielenie jednej płaszczyzny drgań będziemy nazywali polaryzatorem , a płaszczyznę , w której odbywają się drgania płaszczyzną polaryzacji .

Drugi element pozwalający na stwierdzenie , czy wychodzące z polaryzatora są spolaryzowane nazywamy analizatorem .

Znamy dwa rodzaje zjawisk , w których światło ulega polaryzacji liniowej .

1.odbicie od powierzchni dielektryka

załamanie w pewnych substancjach o budowie krystalicznej

Polaryzację w substancji o budowie krystalicznej można zauważyć na przykładzie pryzmatu Nicola przez wykorzystanie zjawiska dichronizmu . Pryzmat Nicola to kryształ kalytu albo szpadu islandzkiego (CaCo3) .

Znacznie prościej uzyskamy ten efekt korzystając z kryształu turmalinu , które wykazują zjawisko dichronizmu . Zjawisko to polega na niejednakowym pochłanianiu promienia zwyczajnego i nadzwyczajnego przez daną substancje . Obecnie otrzymuje się na drodze syntetycznej substancji organiczne w postaci drobnych kryształów wykorzystujących zjawisko dichronizmu . Kryształki takie umieszcza się w cienkiej warstwie nośnej np. celuloidowej i poddaje odpowiedniemu procesowi technologicznemu . Uzyskuje się w ten sposób warstewki zwane polaroidami lub filtramipolaryzacji . Mogą one mieć nawet bardzo duże powierzchnie co w przypadku Nicola jest niemożliwe .

Istnieje znaczna liczba ciał skręcających płaszczyznę polaryzacji . Ciała takie nazywamy optycznie czynnymi , należą do nich ciała stale , ciecze , a nawet gazy i pewne roztwory .

Przyczyną tego zjawiska jest pewna niesymetria w budowie kryształu lub cząsteczki . do grupy cial optycznie czynnych należy roztwór wodny cukru . Jeżeli znamy kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji to wiedząc iż różne stężenia cukru w wodzie dają różne skręcenia oraz znając te zależności możemy doświadczalnie zbadać stężenie cukru w wodzie .

Dla roztworów jest następujący wzór empirycznyn na wartość skręcania płaszczyzny polaryzacji :

= []c l

gdzie : -oznacza kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji

l -grubość warstwy roztworu

c - stężenie gramach na litr

[] - skręcenie właściwe zależne od substancji skręcającej i od długości użytego światła

Skręcanie właściwe mierzy się takim kątem skręcenia , który odpowiada jednostkowemu stężeniu i warstwie o jednostkowej grubości .

[ ] =

Należy zauważyć , że skręcanie właściwe zależy również od rodzaju rozpuszczalnika przy czym wpływ ten bywa nieraz znaczny .

do pomiarów kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji używa się polarymetrów . Polarymetry do określania stężeń roztworów cukru nazywamy sacharymetrami .

II.

Nr

rurki

kąt skręcania dla wody destylowanej

kąt skręcania dla znanych roztworów

kąt skręcania dla nieznanych roztworów

stężenie nieznanego roztworu

stężenie znanego roztworu

właściwa zdolność skręcania

1

2

3

1

2

3

1

2

3

cx

c

[o]

I

II



Wyszukiwarka