WYZNACZANIE STAŁEJ VERDETA.
Każde ciało umieszczone w polu magnetycznym staje się optycznie czynne tzn. Skręca płaszczyznę polaryzacji przechodzącego przez nie równolegle do kierunku wektora pola światła spolaryzowanego. Zjawisko to nosi nazwę zjawiska Faraday`a od nazwiska jego odkrywcy. Skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła zachodzi wskutek różnicy prędkości światła spolaryzowanego kołowo w kierunkach przeciwnych. Światło spolaryzowane liniowo można rozpatrywać jako wypadkową dwóch promieni spolaryzowanych kołowo w przeciwnych kierunkach. Dla materiałów diamagnetycznych kąt skręcania płaszczyzny polaryzacji α jest proporcjonalny do składowej natężenia pola magnetycznego równoległej do kierunku biegu promieni świetlnych i do długości drogi promieni oraz zależny od temperatury. W stałej temperaturze otrzymamy zależność:
gdzie:
ω - stała Verdeta
Bl - składowa indukcji pola magnetycznego w kierunku l,
l - długość próbki diamagnetyka.
Polaryzacja - jest to zjawisko podczas którego zachodzi uporządkowanie wektora drgań fal świetlnych. Wyróżniamy polaryzację naturalną i sztuczną. Polaryzacja naturalna zachodzi samorzutnie podczas przejścia przez niektóre substancje np. Turmalin. Polaryzacja sztuczna zachodzi najczęściej pod wpływem działania pola magnetycznego.
Zjawisko polaryzacji jest wykorzystywane w fotografii (filtry), optyce i okulistyce (zredukowanie odblasków i refleksów świetlnych ). Zjawisko to stosowane jest przy określaniu stężeń roztworów - zarówno w przemyśle (cukrownictwo) jak i w medycynie (na podstawie analizy roztworu bada się zaawansowanie choroby).
Pomiary i obliczanie błędów.
Do pomiaru płaszczyzny polaryzacji używaliśmy polarymetru. Kąt płaszczyzny polaryzacji mierzyliśmy w działkach skali kątowej z dokładnością do 0.1 działki przy czym jedna działka odpowiada 12`34``.
Wyniki pomiarów zamieściliśmy w tabeli poniżej.
Lp |
I |
α0 |
Δα0 |
α |
|
|
|
[x] |
[A] |
[dz] |
[dz] |
[dz] |
[deg] |
[dz] |
[deg] |
1 |
0.5 |
-2.6 |
0 |
-2.1 |
-26`23`` |
0.5 |
06`16`` |
2 |
1 |
-2.7 |
-0.1 |
-1.1 |
-13`49`` |
1.5 |
18`51`` |
3 |
1.5 |
-2.4 |
0.2 |
-0.7 |
-08`47`` |
1.9 |
23`52`` |
4 |
2 |
-2.5 |
0.1 |
0.6 |
07`32`` |
3.2 |
40`12`` |
5 |
2.5 |
-2.6 |
0 |
1.6 |
20`06`` |
4.2 |
52`46`` |
6 |
3 |
-2.7 |
-0.1 |
1.9 |
23`52`` |
4.5 |
56`33`` |
7 |
3.5 |
-2.6 |
0 |
2.9 |
36`26`` |
5.5 |
1°09`07`` |
8 |
4 |
-2.5 |
0.1 |
3.6 |
45`14`` |
6.2 |
1°17`54`` |
9 |
4.5 |
-2.6 |
0 |
4.1 |
51`13`` |
6.7 |
1°24`11`` |
10 |
5 |
-2.7 |
-0.2 |
4.5 |
56`33`` |
7.1 |
1°29`13`` |
Obliczanie błędów:
Zależność kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji od natężenia prądu przedstawiliśmy na poniższym wykresie:
Obliczanie współczynnika a .
Do obliczenia współczynnika a skorzystamy z wcześniej obliczonych wartości, oraz wartości odczytanych podczas doświadczenia.
Lp |
|
|
|
[x] |
[dz A] |
[A2] |
[dz2] |
1 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
2 |
1.5 |
1 |
2.25 |
3 |
2.85 |
2.25 |
3.61 |
4 |
6.4 |
4 |
10.24 |
5 |
10.5 |
6.25 |
17.64 |
6 |
13.5 |
9 |
20.25 |
7 |
19.85 |
12.25 |
30.25 |
8 |
24.8 |
16 |
38.44 |
9 |
30.15 |
20.25 |
44.89 |
10 |
35.5 |
25 |
50.41 |
Obliczamy wartość średnią poszczególnych wyrażeń:
Obliczamy współczynnik a:
Obliczamy błąd współczynnika a:
Po uwzględnieniu obliczonego błędu otrzymujemy:
a =1.50±0.06 [dz/A]
3.Obliczanie stałej Verdeta.
Do obliczeń wykorzystaliśmy wzór:
Błąd stałej Verdeta:
5
5