Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej |
|||
Nazwisko i imię Bielski Wojciech |
Ćwiczenie |
Grupa |
Semestr III |
|
Nr 10.3 |
3.1 |
Rok akademicki 1996/97 |
Temat ćwiczenia Wyznaczanie stałej Verdeta |
Data wykonania |
Ocena
|
|
Światło liniowo spolaryzowane przechodząc przez substancje optycznie nieczynne umieszczone w polu magnetycznym tak, że linie sił pola są równoległe do kierunku wiązki światła, doznaje skręcenia płaszczyzny polaryzacji, tzn. że podłużne pole magnetyczne wymusza w tych ciałach aktywność optyczną.
Jest to zjawisko Faraday'a. Zjawisko to spowodowane jest tym, że w zewnętrznym polu magnetycznym momenty magnetyczne elektronów cząsteczek substancji poruszają się ruchem precesyjnym wokół kierunku 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 do siebie prostopadłych.
Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji jest wprost proporcjonalny do wartości indukcji magnetycznej, która to skręcenie wywołuje oraz do grubości warstwy, w której to zjawisko zachodzi. Ilościowo efekt Faraday'a został opisany przez Verdeta w następującej formie :
α=V *B *l ,
gdzie α 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 jednostkowej indukcji magnetycznej.
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej Verdeta. Ćwiczenie polegało na pomiarze kąta α1 , który jest zerem polarymetru, a następnie po przyłożeniu napięcia do solenoidu dokonujemy pomiaru kąta α2.
Obliczenia
Lp. |
|
|
|
|
|
|
I [A] |
1 |
0,45 |
3,90 |
|
|
|
|
|
2 |
0,40 |
3,85 |
|
|
|
|
|
3 |
0,55 |
3,75 |
|
|
|
|
|
4 |
0,60 |
3,85 |
|
|
|
|
|
5 |
0,50 |
3,80 |
0,475 |
3,845 |
3,37 |
293,03554 |
12 |
6 |
0,45 |
3,90 |
|
|
|
|
|
7 |
0,45 |
3,95 |
|
|
|
|
|
8 |
0,40 |
3,80 |
|
|
|
|
|
9 |
0,50 |
3,75 |
|
|
|
|
|
10 |
0,45 |
3,90 |
|
|
|
|
|
Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji obliczam ze wzoru
α = α2 - α1 = 3,845- 0,475 = 3,370[ ]=0,0588 rad
Współczynnik Verdeta obliczam za pomocą wzoru
V= C= 1043,45
V=
Rachunek błędu
Błąd względny maksymalny obliczam metodą różniczkową przy założeniu,
że C, I = const.
Błędy bezpośrednie