Informatyka
SKRĘCENIE PŁASZCZYZNY POLARYZACJI ŚWIATŁA
Ćwiczenie nr . 4
Grupa 5
Sekcja 1
Kobierzyński Bartłomiej
Morawski Rafał
Suszka Krzysztof
WPROWADZENIE
Niektóre substancje mają własność skręcania płaszczyzny polaryzacji. Kąt skręcania jest wprost proporcjonalny do drogi promienia w substancji. Własność tę posiadają substancje optycznie czynne (np.: kwarc, cukier). Substancje optycznie czynne mają budowę krystaliczną lub niesymetryczną budowę cząsteczek. Teorię zjawiska sformułował Fresnel w 1822 r. Kąt skręcenia α po przejściu przez promień drogi d wynosi:
nl, np - to odpowiednio współczynniki załamania dla promieni spolaryzowanych kołowo lewo- i prawoskrętnie.
OPIS ĆWICZENIA
Po sprawdzeniu, czy przy skrzyżowanych polaryzatorach wskazówka wskazuje zero oraz nalaniu wody do zlewki stwierdzamy, że woda nie skręca płaszczyzny polaryzacji. Jednak po wsypaniu cukru (substancji optycznie czynnej) roztwór skręca płaszczyznę polaryzacji zarówno światła czerwonego, jak i niebieskiego. Obserwacje te prowadzimy używając odpowiednich filtrów (czerwonego i niebieskiego) oraz zmieniając ustawienia polaryzatorów. Obserwujemy również, że zwiększając masę cukru w roztworze skręcenia płaszczyzny polaryzacji świateł (obu barw) zwiększają się, co obrazuje Wykres.
Miarą skręcenia płaszczyzny polaryzacji jest współczynnik A obliczany ze wzoru:
Współczynnik a oznacza współczynnik kierunkowy liniowego wykresu (po regresji) zależności masy cukru od kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji, obliczony po regresji z danych zawartych w poniższej tabeli, zaś s oznacza pole poprzecznego przekroju słupa wody.
WYNIKI POMIARÓW
Średnica słupa wody wynosi: 0,025 m
Pole poprzecznego przekroju wynosi: 0,00049 m2
Masa cukru [g] |
Kąt skręcenia światła [o] |
|
|
Czerwonego |
Niebieskiego |
0,00 |
0 |
0 |
2,53 |
6 |
10 |
5,04 |
13 |
19 |
7,46 |
18 |
28 |
10,01 |
25 |
35 |
12,43 |
30 |
43 |
Wyniki regresji liniowej dla filtru czerwonego wynoszą:
a=2,43 ± 0,04
b=0,11 ± 0,35
Wyniki regresji liniowej dla filtru niebieskiego wynoszą:
a=3,43 ± 0,09
b=1,04 ± 0,73
Po wymnożeniu kąta skręcenia przez pole przekroju poprzecznego słupa wody otrzymamy współczynnik a
Kąt skręcenia światła dla filtru |
Współczynnik a dla filtru |
||
Czerwonego |
Niebieskiego |
czerwonego |
Niebieskiego |
0 |
0 |
0 |
0 |
6 |
10 |
0,00294 |
0,0049 |
13 |
19 |
0,00637 |
0,00931 |
18 |
28 |
0,00882 |
0,01372 |
25 |
35 |
0,01225 |
0,01715 |
30 |
43 |
0,0147 |
0,02107 |
UWAGI KOŃCOWE
Błędy w pomiarach, które otrzymaliśmy mogły powstać w wyniku niedokładności przyrządów, chociaż przesłanki teoretyczne były prawidłowe.