SPRAWOZDANIE
Maciej Krawczyk 7.11.2011
Pon. 915
ĆWICZENIE NR 88
POMIAR NATURALNEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ
1. Wstęp
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zdolności skręcającej kwarcu o różnych grubościach dla danej długości fali świetlnej.
Skręcalność właściwa to wartość charakteryzująca substancję aktywną optycznie. Jest to stosunek wartości skręcenia płaszczyzny światła spolaryzowanego (
) do długości pokonanej przez światło w badanej substancji (d). Skręcalność właściwą wyraża się wzorem
. Światło spolaryzowane to takie o uporządkowanym kierunku drgań. Światło spolaryzowane można otrzymać min. podczas załamania wiązki światła w kryształach posiadających właściwości dwójłomności. Wiązka padającego światła rozdziela się na składowe zwyczajną i niezwyczajną spolaryzowane liniowo w płaszczyznach do siebie prostopadłych.
Grubości badanych próbek kwarcu oznaczono dodatnimi i ujemnymi znakami. Ujemna grubość próbki oznacza próbkę lewoskrętną, natomiast dodatnia grubość oznacza próbkę prawoskrętną. Umieszczamy badaną próbkę w sacharymetrze i oświetlamy światłem monochromatycznym o długości λ. Odczytujemy położenie kątomierza w momencie, gdy dwie połówki pola widzenia w sacharymetrze są jednakowo zaciemnione.
Schemat układu pomiarowego:
3. Opracowanie wyników pomiarów
a) Odczyt położenia analizatora α0 dla grubości próbki d=0mm
Numer odczytu |
Położenie analizatora α0 |
Uśredniona wartość α0śr |
Δα0 |
Niepewność pomiarowa σ |
1 |
154,80º |
155,842º |
1,042º |
0,183387º |
2 |
155,35º |
|
0,492º |
|
3 |
155,45º |
|
0,392º |
|
4 |
156,26º |
|
-0,418º |
|
5 |
156,10º |
|
-0,258º |
|
6 |
156,06º |
|
-0,218º |
|
7 |
156,20º |
|
-0,358º |
|
8 |
156,49º |
|
-0,648º |
|
9 |
156,45º |
|
-0,608º |
|
10 |
155,26º |
|
0,582º |
|
Obliczanie wartości średniej α0:
Obliczanie niepewności Δα0:
Obliczanie niepewności pomiarowej:
b) Odczyt położenia analizatora dla próbek kwarcu
Numer próbki |
Grubość próbki d[mm] |
Położenie analizatora αd |
Korekta odczytu położenia analizatora αd |
Niepewność pomiarowa σ |
d1 |
-1,0 |
143,02º |
-216,98º |
0,183387º |
d2 |
-2,0 |
293,28º |
-426,72º |
|
d3 |
+1,5 |
7,38º |
367,38º |
|
d12 |
-3,0 |
102,65º |
-617,35 |
|
d13 |
+0,5 |
167,34º |
167,34 |
|
d23 |
-0,5 |
326,40º |
-33,60 |
|
d123 |
-1,5 |
116,62º |
-617,35º |
|
Ujemna grubość próbki oznacza próbkę lewoskrętną, dodatnia grubość oznacza próbkę prawoskrętną.
Korekta odczytu położenia analizatora αd:
3.1 Wykresy
Wykres zależności kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji od grubości próbki
4. Obliczenie wyników końcowych
Współczynnik kierunkowy prostej na wykresie został wyliczony metodą regresji liniowej.
Skrętność właściwa
jest współczynnikiem kierunkowym prostej.
5. Wyniki końcowe
Skrętność właściwa badanych próbek kwarcu wynosi:
.
6. Wnioski
a) Kolejność ustawienia próbek w sacharymetrze nie wpływa na wyniki.
b) Wpływ na otrzymany wynik mogą wywierać możliwe zanieczyszczenia badanych próbek kwarcu.