Wydział: Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej |
Nr zespołu: |
Imię i nazwisko:
|
Punkty z przygotowania i wykonania ćwiczenia:
|
Kierunek: Biotechnologia |
Ćw nr 26 |
Polaryzacja światła |
Punkty ze sprawozdania i końcowego testu:
|
|
Data wykonania: . |
Punktacja Końcowa:
|
Prawo Malusa
Prawo Malusa–natężenie (i) światła przechodzącego przez dwa polaryzatory zależy od względnej orientacji ich kierunków polaryzacji.
Kąt między kierunkami polaryzacji polaryzatora i analizatora |
Natężenia prądu elektrycznego w obwodzie fotodetektora |
|
||
Lp. |
Kąt φ [°] |
i [µA] |
(i-i┴ ) [µA] |
[µA] |
1. |
90° |
0,43 |
0,00 |
0 |
2. |
80° |
0,83 |
0,40 |
0,632456 |
3. |
70° |
2,57 |
2,527 |
1,589654 |
4. |
60° |
6,06 |
5,63 |
2,372762 |
5. |
50° |
10,97 |
10,54 |
3,246537 |
6. |
40° |
16,53 |
16,10 |
4,012481 |
7. |
30° |
22,00 |
21,57 |
4,644351 |
8. |
20° |
26,04 |
25,61 |
5,060632 |
9. |
10° |
29,00 |
28,57 |
5,345091 |
10. |
0° |
29,81 |
29,38 |
5,420332 |
φ=90° to kąt, gry polaryzator i analizator są w położeniu skrzyżowanym, odpowiada mu prąd i┴ . |
Wyznaczanie właściwej zdolności skręcającej roztworu cukru
Właściwa zdolność skręcająca - – definiuje się ją jako kąt, o który zostanie skręcona płaszczyzna światła o długości, odpowiadającej λ=589,9nm przez warstwę roztworu o grubości 1dm, w temperaturze 20°C.
Wykorzystujemy tutaj falową naturę światła, co pozwala podać długość fali (λ)
Otrzymujemy wzór:
Gdzie:
a -wynik pomiaru kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji
l-grubość roztworu
c-stężenie roztworu.
Kąt odpowiadający całkowitemu zaciemnieniu bez roztworu |
Kąt odpowiadający całkowitemu zaciemnieniu z roztworem |
||
Lp. |
[°] |
Lp. |
[°] |
1. |
57 |
1. |
70 |
2. |
59 |
2. |
72 |
3. |
58 |
3. |
71 |
4. |
59 |
4. |
70 |
5. |
58 |
5. |
69 |
Połowa przedziału granicznego wyznaczania kąta |
|||
[°] |
|||
0,5 |
|||
Grubość warstwy |
Stężenie roztworu |
||
l [dm] |
c [g/100 ] |
||
0,910 |
20,00 |
||
u(l) [dm] |
u(c) [g/100 ] |
||
0,058 |
0,58 |
Obliczenia – zdolność skręcania światła
Średnia wartość kąta (bez roztworu) |
Średnia wartość kąta (z roztworem) |
Kąt skręcania polaryzacji światła przez warstwę roztworu cukru |
Właściwa zdolność skręcająca roztworu |
[°] |
[°] |
a= - [°] |
|
58,20 |
70,40 |
12,20 |
67,03 |
Niepewność standardowa kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji |
Standardowa niepewność złożona właściwej zdolności skręcającej |
Niepewność względna |
Niepewność rozszerzona |
u(a) [°] |
|
|
U |
0,29 |
42,75 |
0,41 |
2,31 |
Obserwacja tekstu przez kryształ kalcytu:
Da się zauważyć podwojenie obserwowanego tekstu. Podczas obracania kryształu jeden tekst pozostaje w miejscu, natomiast drugi wygląda, jakby się kręcił wokół niego.
Obserwacja światła przez pleksiglas:
Obserwując światło poprzez pleksiglas dało się dostrzec miejscami tęcze, czyli rozszczepienie światła. Podczas ściskania pleksiglasu zmieniało się ich wzajemne położenie.
Wnioski:
Wykresy są zgodne z teorią, dzięki czemu potwierdzają one prawo Malusa.
Wyniki zdolności skręcania polaryzacji światła przedstawione powyżej w tabeli są nieznacznie różne od wyników tabelarycznych, jednak mieszczą się one w wyliczonej przeze mnie niepewności pomiarowej
Różnica ta może wynikać z braku dokładności sprzętu pomiarowego, błędu w odczytaniu wartości lub błędu w obliczeniach.
Przy użyciu kalcytu mieliśmy do czynienia z dwójłomnością naturalną, natomiast przy użyciu pleksiglasu z dwójłomnością sztuczną, wymuszoną.