O 10.2

1. Cel i wykonanie ćwiczenia.

Celem tego ćwiczenia było wyznaczenie skręcalności właściwej roztworów.

Skręcalność właściwa jest to zjawisko zmiany kierunku drgań spolaryzowanego wektora świetlnego przy przejściu przez niektóre roztwory, a także przez ciała stałe. Światło spolaryzowane jest to światło, w którym wektor świetlny drga tylko wzdłuż jednego kierunku zwanego płaszczyzną drgań. Płaszczyzna drgań jest prostopadła do płaszczyzny polaryzacji.

Przyrządem, którego zadaniem jest polaryzacja światła nazywamy polaryzatorem.

W urządzeniach polaryzyjących najczęściej wykorzystuje się zjawiska:

- odbicia światła pod określonym kątem od płaszczyzny dielektryka.

Ten kąt przy którym uzyskujemy promień świetlny spolaryzowany nazywamy kątem Brewstera i jest to kąt przy którym promień odbity i załamany tworzy 90°.

- dwójłomności, a więc rozdzielenia promienia niespolaryzowanego na dwa promienie spolaryzowane wzajemnie do siebie prostopadłe. Zjawisko dwójłomności uzyskujemy w materiałach anizotropowych (np. kalcyt ), w których ze względu na niesymetrię siatki krystalicznej prędkość światła w nich jest różna dla różnych kierunków. Na podstawie takich kryształów buduje się pryzmaty Nicola (nikole), w których następuje przepuszczenie promienia nadzwyczajnego, a pochłonięcie zwyczajnego.

- dichronizmu, a więc pochłanianie promieni świetlnych o płaszczyznach drgań różnych od wyróżnionego. Na bazie tych substancji buduje się polaroidy.

Do pomiaru skręcalności właściwej roztworów używany jest polarymetr. Polarymetr jest to urządzenie składające się z dwóch urządzeń polaryzacyjnych, między które umieszcza się rurkę z badaną substancją. Jedno z urządzeń polaryzacyjnych ( polaryzator ) ma za zadanie spolaryzować wiązkę świetlną wchodzącą do polarymetru, a zadaniem drugiego ( analizatora) jest pomiar zmiany kąta spolaryzowanego wektora świetlnego przed wejściem i po wyjściu z rurki z badaną substancją. Polarymetry najczęściej są używane do pomiaru stężeń substancji czynnych optycznie ( takich które zmieniają kąt płaszczyzny drgań ).

2. Tabela wyników.

m	Lp.	V	c			α	α	k
kg	-			-°		-°	rd
0,0005	1 2 3	0,000015	33,33	-3,1 -3,0 -3,1		-1,6 -1,5 -1,6	-0,0279 -0,0262 -0,0279	-0,01287 -0,01208 -0,01287	-0,01211
0,001	1 2 3	0,000015	66,66	-4,2 -4,1 -4,1		-2,7 -2,6 -2,6	-0,0471 -0,0454 -0,0454	-0,01086 -0,01047 -0,01047
0,0015	1 2 3	0,000015	100	-5,8 -6,1 -6,1		-4,3 -4,6 -4,6	-0,075 -0,0803 -0,0803	-0,01153 -0,01235 -0,01235
0,002	1 2 3	0,000015	133,33	-8,1 -8,0 -8,0		-6,6 -6,5 -6,5	-0,1152 -0,1134 -0,1134	-0,01328 -0,01308 -0,01308

m
kg	-	-	-	%
0,0005	0,067	0,133	0,08	20,6
0,001	0,067	0,077	0,04	18,4
0,0015	0,067	0,046	0,027	14
0,002	0,067	0,031	0,02	11,8

3. Przykłady obliczeń.

- obliczanie stężenia glukozy w wodzie c:

- dla Lp.1 i m=0,5g=0,0005kg

- obliczanie kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji α:

- dla Lp.1 i m=0,5g=0,0005kg

- przeliczenie kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji α na radiany [rd]:

- obliczanie wartości współczynnika charakteryzującego dany roztwór k oraz średniej wartości tego współczynnika :

- dla Lp.1 i m=0,5g-=0,0005kg

4. Dyskusja błędu.

- obliczanie maksymalnego błędu pomiarowego metodą różniczkową

1

---