Badanie wymuszonej aktywności optycznej, fizyka 2 wykład i zagadnienia, 89


Ćwiczenie nr 83

(Badanie wymuszonej aktywności optycznej)

1.WSTĘP TEORETYCZNY.

Zjawisko skręcania płaszczyzny polaryzacji w polu magnetycznym nazywam zjawiskiem Faradaya lub wymuszoną aktywnością optyczną.Zjawisko to występuje w ciałach stałych , cieczach i gazach.Kąt skręcania płaszczyzny polaryzacji α jest proporcjonalny do indukcji magnetycznej B i do drogi światła w polu magnetycznym d.

α=V B d

V-stała Verdeta

Wzór jest słuszny gdy światło biegnie w kierunku równoległym do wektora indukcji B. Różne substancje skręcają płaszczyznę polaryzacji w różnym kierunku.Tak więc są substancje prawo- i lewoskrętne.Substancjami prawoskrętnymi nazywamy te , które skręcają płaszczyznę polaryzacji zgodnie z ruchem wzkazówek zegara w stosunku do obserwatora , patrzącego wzdłuż wektora B w kierunku *ródła światła.Substancje skręcające płaszczyznę polaryzacji w stronę przeciwną nazywamy lewoskrętnymi .

Równanie , które określa stałą Verdeta jest to tzw. klasyczne wyrażenie Becqerela :

V= - (e/m) (λ/2c) dn/dλ

dn/dλ - dyspersja ośrodka

λ - długość fali światła w próżni

c - prętkość światła w próżni

W poniższym ćwiczeniu bada się zależność kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji α od indukcji magnetycznej B . Następnie wyznacza się wartość stałej Verdeta na podstawie wzoru

V = α/(Bd) B =μ0 . n . I

Znajomość stałej Verdeta pozwala określić stosunek e/m :

e/m = -V (2c/λ) (dn/dλ)-1

Dyspersję dn/dλ można obliczyć ze wzoru przybliżonego :

dn/dλ = (n-n1)/(λ-λ1)

λ = 589,3 nm (dł. fali światła sodowego używanego w ćwiczeniu)

λ - dł. fali bliska λ

n1,n - współczynniki załamania dla λ,λ1

2.PRZEBIEG POMIARÓW.

-schemat układu pomiarowego

pr-próbka

W-wyłącznik

-spis przyrządów : P-przwłącznik

kierunku prądu

polarymetr 2E 155

lampa sodowa

solenoid (S)

zasilacz DC (5A)

zasilacz ZT 980 L (Z)

amperomierz DC LM-3 kl. 0,5 (A)

-dane próbek

szkło SF 3 n=1.73976 n1=1.73643

szkło SF 10 n=1.72802 n1=1.72672

λ=589.3 nm λ1=600.0 nm

a)wyznaczanie α0 (bez próbki)

l.p.

α0

l.p.

α0

1.

177.1

6.

177.2

2.

177.2

7.

177.2

3.

177.3

8.

177.1

4.

177.1

9.

177.2

5.

177.2

10.

177.2

α0 śr.= 177.2 0 Δα = + 0.10

b) tabele pomiarowe dla solenoidu ze szkłem SF3 .

prąd dodatni

l.p.

I

αn

α śr

Δαśr

α

[A]

1

2

3

[stopnie]

[rad.10-3]

1.

0.5

179.0

178.7

178.9

178.9

0.2

-29.1

2.

1.0

178.3

178.3

178.4

178.3

0.1

-19.8

3.

1.5

177.6

177.5

177.6

177.6

0.1

-6.4

4.

2.0

177.1

176.9

177.0

177.0

0.1

3.5

5.

2.5

176.6

176.7

176.5

176.6

0.1

10.5

6.

3.0

176.0

175.8

175.9

175.9

0.1

22.7

7.

3.5

175.3

175.4

175.4

175.4

0.1

93.7

prąd ujemny

l.p.

I

αn

α śr

Δαśr

α

[A]

1

2

3

[stopnie]

[rad.10-3]

1.

-0.5

179.9

179.9

179.7

179.8

0.1

-31.4

2.

-1.0

180.5

180.4

180.3

180.4

0.1

-41.8

3.

-1.5

180.9

181.0

181.0

181.0

0.1

-54.1

4.

-2.0

181.7

181.6

181.6

181.6

0.1

-65.2

5.

-2.5

182.0

182.1

182.3

182.1

0.2

-76.8

6.

-3.0

183.5

182.5

182.5

182.5

0.05

-82.0

7.

-3.5

183.2

182.9

183.1

183.1

0.2

-93.7

c)tabele pomiarowe dla solenoidu ze szkłem SF10.

prąd dodatni

l.p.

I

αn

α śr

Δαśr

α

[A]

1

2

3

[stopnie]

[rad.10-3]

1.

0.5

175.4

175.3

175.5

175.4

0.1

45.9

2.

1.0

174.9

174.7

174.8

174.8

0.1

55.8

3.

1.5

174.2

174.1

174.0

174.1

0.1

65.7

4.

2.0

173.5

173.5

173.3

173.5

0.2

77.4

5.

2.5

172.8

172.7

172.7

172.8

0.1

86.1

6.

3.0

172.5

172.4

172.6

172.5

0.1

92.5

7.

3.5

172.0

171.8

171.7

171.8

0.2

102.0

prąd ujemny

l.p.

I

αn

α śr

Δαśr

α

[A]

1

2

3

[stopnie]

[rad.10-3]

1.

-0.5

176.6

176.7

176.8

176.7

0.1

8.7

2.

-1.0

176.9

176.8

176.8

176.8

0.1

6.4

3.

-1.5

177.1

177.3

177.5

177.3

0.2

-1.7

4.

-2.0

178.0

178.0

178.1

178.0

0.1

-14.5

5.

-2.5

178.5

178.6

178.5

178.5

0.1

-23.3

6.

-3.0

179.0

179.2

179.2

179.1

0.1

-33.7

7.

-3.5

180.0

179.8

179.6

179.8

0.2

-45.4

Stałą Verdeta wyznaczono wykorzystując metodę najmniejszych kwadratów.Ponieważ obliczenia są skomplikowane , nie zostały one tutaj przytoczone.

a - współczynnik nachylenia prostej α = f ( I )

szkło

kierunek prądu

a

b

V

σa

e/m

dodatni

0.0204

-0.035

17

0.003

-1.2.1010

SF 3

ujemny

0.0207

0.0223

17

0.005

-1.2.1010

dodatni

0.188

-0.0376

15

0.003

-1.3.1011

SF 10

ujemny

0.0189

0.023

16

0.0005

-1.3.1011

3.WNIOSKI .

Z pomiarów wynika , że wielkość kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji jest proporcjonalna do wielkości indukcji magnetycznej B , oraz do długości drogi , jaką światło przebywa w badanej substancji .

1



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Report nr 89 - Pomiar wymuszonej aktywności optycznej, fizyka 2 wykład i zagadnienia, 89
Badanie wymuszonej aktywności optycznej, Pwr MBM, Fizyka, sprawozdania vol I, sprawozdania część I
Badanie wymuszonej aktywnosci optycznej(SPRAW83), Pwr MBM, Fizyka, sprawozdania vol I, sprawozdania
Sprawko 89, fizyka 2 wykład i zagadnienia, 89
Report no 54 - Badanie zjawiska rezonansu elektromagnetycznego, fizyka 2 wykład i zagadnienia, 54
drgania wymuszone, TRANSPORT PWR, STUDIA, SEMESTR II, FIZYKA, fizyka-wyklad, zagadnienia opracowane,
temp krytyczna, TRANSPORT PWR, STUDIA, SEMESTR II, FIZYKA, fizyka-wyklad, zagadnienia opracowane, za
Fizyka W 6 B, Fizyka wykłady i zagadnienia Czapla
sprawozdanie 33a, fizyka 2 wykład i zagadnienia, 33
Pyt Ekz Fiz, Fizyka wykłady i zagadnienia Czapla
Pomiar wymuszonej aktywności optycznej, lab89, Marcin Sroczyk
Zjawisko dopplera, TRANSPORT PWR, STUDIA, SEMESTR II, FIZYKA, fizyka-wyklad, zagadnienia opracowane,

więcej podobnych podstron