Dominik Sadowski

Wydział Mechaniczny

Kierunek : Mechanika i Budowa Maszyn

Rok studiów : I

Ćw. prowadzi : dr hab. H.Pykacz

SPRAWOZDANIE

Z przeprowadzonego ćwiczenia nr 88 :

„Pomiar naturalnej aktywności optycznej”

Celem wykonanego ćwiczenia było :

• zapoznanie się ze zjawiskiem skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła w cieczach i kryształach optycznie czynnych,

• budową i działaniem sacharymetru

• wyznaczenie stężenia cukru w roztworach na podstawie jego zdolności skręcającej właściwej

Schemat układu pomiarowego

W powyższym ćwiczeniu używa się sacharymetru, który jest rodzajem polaryskopu. Sacharymetr składa się z polaryzatora , analizatora oraz umieszczonego między nimi badanego ciała. Do pomiaru użyto monochromatycznej wiązki światła o danej długości fali λ. Światło to zostaje następnie spolaryzowane przez półcieniowy polaryzator , przechodzi przez badany roztwór, potem przez analizator , wpadając do oka obserwatora. Półcieniowy polaryzator wykonany jest z dwóch polaryzatorów, których płaszczyzny polaryzacji tworzą kąt o wartości 3°. W przypadku gdy płaszczyzna polaryzacji analizatora jest prostopadła do dwusiecznej kąta między kierunkami przepuszczania obu części, to patrząc w okular sacharymetru zobaczymy przyciemnione lecz jednakowo jasne oba półcienie.

Wykorzystane przyrządy oraz próbki w ćwiczeniu

przyrządy :

• sacharymetr (dokładność odczytu azymutu skręcenia płaszczyzny polaryzacji 0,01°)

• lampa monochromatyczna

• lampa o zmiennych długościach fali świetlnej ( w ćwiczeniu wykorzystano : 500nm , 650nm )

próbki :

• woda destylowana

• roztwór 10%

• badany roztwór X (stężenie)

• badany roztwór Z (stężenie)

Tablice z wynikami pomiarów :

Przykładowe obliczenia oraz wyliczenia błędów :

_śr - średnia wartość z N pomiarów

_śr =
=
= 352,20

Δ_= _śr−_= 352,51- 352,20 = 0,31

σ_ - odchylenie standardowe średniej σ_ =
= 0.004216

Wyznaczanie kąta skręcenia
płaszczyzny polaryzacji roztworu 10%

Wartość średnia odczytanego azymutu dla wody destylowanej równa ₀=352,51 przyjmuje się jako odnośnik (umowne 0) , więc przy wyznaczaniu kątów skręcenia płaszczyzn polaryzacji dla liczonych próbek do otrzymanych wartości azymutów należy dodać różnicę 360-352,51=7,49°

Obliczanie stężenia nieznanych roztworów X i Z

przy wykorzystaniu proporcji :

gdzie :

ϕ_z - kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji dla roztworu o znanym stężeniu (10%)

ϕ - kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji dla roztworu o nieznanym stężeniu

_Cz - stężenie znanego roztworu

c - badane stężenie roztworu

po przekształceniu otrzymujemy zależność :

z której obliczamy stężenie roztworów X i Z

Wyliczanie stężenia roztworu X

Wyliczanie stężenia roztworu Z

Wnioski.

W przeprowadzonym ćwiczeniu zastosowano zjawisko jednakowego zaciemnienia obu połówek pola widzenia, które uzyskuje się wtedy, gdy płaszczyzna polaryzacji analizatora jest prostopadła do dwusiecznej kąta półcienia.

W powyższym doświadczeniu główny wpływ na niepewność pomiaru miał błąd odczytu kąta spowodowany subiektywnym stwierdzeniem faktu w którym miejscu nastąpiło równomierne zaciemnienie obu obserwowanych połówek (duży udział ma tutaj zmęczenie oczu obserwatora spowodowane wielokrotnie powtarzanym odczytem azymutu).

D.Sadowski Strona 4 z 5

---