Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Imię i nazwisko: Daniel Romanowski							Grupa: ED 3.5
Data wykonania: 1998.11.23		Ćwiczenie nr: 10.3	Temat zadania: Wyznaczanie stałej Verdeta .
Zaliczenie:			Ocena:	Data:	Podpis

1. Część teoretyczna.

Światło liniowo spolaryzowane przechodząc przez substancje optycznie nieczynne umieszczone w polu magnetycznym tak, że linie sił pola są równoległe do kierunku wiązki światła, doznają skręcenia płaszczyzny polaryzacji. Innymi słowy podłużne pole magnetyczne wymusza w tych ciałach aktywność optyczną. Jest to tzw. Zjawisko lub efekt Faraday'a. Może ono zachodzić w ciałach stałych, cieczach a nawet gazach. Zjawisko to spowodowane jest tym, że w zewnętrznym polu magnetycznym momenty magnetyczne elektronów cząsteczek substancji poruszają się ruchem precesyjnym wokół pola. W taki sposób zostaje wywołana wirowa anizotropia substancji. Liniowo spolaryzowane światło monochromatyczne po wejściu do takiej substancji, można rozłożyć na dwie fale o tej samej częstotliwości, lecz spolaryzowane w kierunkach wzajemnie prostopadłych:

gdzie są liczbowo równe połowie amplitudy wektora . Ruch precesyjny momentów magnetycznych w różnym stopniu oddziaływuje na te dwa wektory i dzięki temu po ich złożeniu, otrzymamy wektor o innym kierunku drgań niż wektor

Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji jest wprost proporcjonalny do wartości indukcji magnetycznej, która to skręcenie powoduje oraz grubości warstwy, w której to zjawisko zachodzi. Ilościowo to zjawisko zostało opisane przez Verdeta w następującej formie:

gdzie oznacza kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji, B wartość indukcji magnetycznej, l grubość warstwy skręcającej, V współczynnik który nosi nazwę stałej Verdeta. Wielkość tej stałej zależy od środowiska, przez które biegnie promień oraz od długości fali świetlnej. Wartość V liczbowo równa jest kątowi skręcenia wywołanemu w jednostce grubości ośrodka, umieszczonego w polu o jednostkowej indukcji magnetycznej.

Wartość indukcji magnetycznej B określamy z równania:

2.Opis ćwiczenia.

Otrzymaną rurkę polarymetryczną R umieściłem wewnątrz polarymetru. Po czym wyznaczyłem zero polarymetru. Następnie przepuściłem prąd przez solenoid. W czasie przepływu prądu obracałem analizator, znajdując takie jego położenie, przy którym całe pole widzenia będzie jednakowo ciemne. Odczytałem α2. Aby uniknąć nagrzania się uzwojeń obwód zamykałem tylko w czasie ustawiania analizatora.

Wyniki pomiarów jak i obliczenia wpisałem do poniższej tabeli:

Lp.
	[]	[]			[]	[]		[]		[rad]		[A]		[]		[]
1	180,0				176,9
2	179,55				177,8
3	180,5				177,7
4	179,05		177,9
5	180,2	179,78	178,1	177,71		2,07	0,0361		10		3,76
6	179,1		177,6
7	180,1		178,0
8	179,5		177,6
9	179,8		177,6
10	180,0				177,9
1	180,0				177,4
2	179,55				177,5
3	180,5				177,0
4	179,05		177,5
5	180,2	179,78	177,4	177,24		2,54	0,0443		12		3,85		3,819
6	179,1		177,3
7	180,1		177,0
8	179,5		177,0
9	179,8		177,2
10	180,0				177,1
1	180,0				176,4
2	179,55				176,6
3	180,5				176,4
4	179,05		176,8
5	180,2	179,78	176,9	176,61		3,17	0,0553		15		3,847
6	179,1		176,6
7	180,1		176,9
8	179,5		176,2
9	179,8		176,7
10	180,0				176,6

Stałą Verdeta obliczyłem korzystając z następującego wzoru:

18. średni promień solenoidu =

i- natężenie prądu

14. liczba zwojów solenoidu = 900

d- długość solenoidu =

12. grubość próbki = 0,1937m

Obliczenia:

3.Opracowanie pomiarów ( metoda różniczkowa ).

Z wcześniejszych obliczeń stała Verdeta wyniosła

Δα' - błąd odczytu α1

Δα'' - błąd odczytu α2

Δα' = 0,05°

Δα'' = 0,05°

Δα' + Δα'' = 0,1°

Δi - błąd odczytu wartości prądu

Δi = 0,5A

δm% = δm * 100% = 7,44 %

Błąd pomiaru jest stosunkowo niewielki.

---