ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
2. Включить ртутную лампу. С помощью микрометрического винта 2 настроить изображение спектра таким, чтобы ли-
нии были достаточно узкие и яркие. Они должны быть ограничены по высоте, а их середины лежать на одном уровне по гори-
зонтали. Винтом 3 тщательно сфокусировать эти линии.
3. Отсчетным устройством 9 замерить относительные углы φ
i отн
∗
, соответствующие всем видимым линиям спектра
первого порядка, а также угол белой линии ϕ
0
(нулевой порядок). Результаты всех измерений занести в таблицу.
Примечание. Измерения проводить по возможности быстро, так как через 15 – 20 минут работы ртутная
лампа перегревается и автоматически отключается. Повторное ее зажигание возможно только после остывания
(20 – 30 минут).
*
Так как отсчетное устройство гониометра позволяет измерять лишь относительные углы ϕ
i
отн
линий (относительно определен-
ного фиксированного направления, принятого за начало отсчета), то для нахождения истинного значения угла ϕ
i
(относительно норма-
ли к решетке) необходимо вычесть из угла ϕ
i отн
угол ϕ
+
, соответствующий нормали ϕ
i
= ϕ
i отн
– ϕ
+
.
4. Выключить ртутную лампу и гониометр. Узнать у преподавателя, длина волны какой линии считается известной.
5. По формулам (2) и (3) рассчитать значения периода решетки d и длины волны λ
і
всех видимых линий спектра
первого порядка. Полученные величины занести в таблицу.
6. Используя соотношения (4) – (6), вычислить основные характеристики дифракционной решетки: угловую дис-
персия D и разрешающую способность R. Также внести в таблицу.
Таблица
№
Цвет
линии
ϕ
+
ϕ
0
ϕ
i
*
отн
ϕ
i
= ϕ
i отн
– ϕ
+
d
λ
i
D R
0 Белая
1
…
λ
изв
= ………, нм
7. Исходя из погрешности однократного измерения угла гониометра (~5 сек), оценить точность определения длин
волн и параметров решетки.
8. Конечные результаты дать в виде:
d = d ± ∆d; λ
i
= λ
i
± ∆λ; D = D ± ∆D; R = R ± ∆R.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дифракция, принцип Гюйгенса – Френеля.
2. Дифракционная решетка, ее основные характеристики (постоянная решетки, дисперсия, разрешающая сила).
3. Понятие спектра, порядок следования линий в спектре, цвета линий.
4. Применение дифракции.
Лабораторная работа 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА САХАРА
С ПОМОЩЬЮ САХАРИМЕТРА
Цель работы: определить постоянную удельного вращения и неизвестную концентрацию раствора сахара.
Приборы и принадлежности: сахариметр универсальный СУ-3, кювета с раствором сахара известной концентрации,
кювета с раствором сахара неизвестной концентрации.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Некоторые вещества, называемые оптически активными, обладают способностью вращать плоскость поляризации
проходящего через них плоскополяризованного света. К числу таких веществ принадлежат кристаллические тела (кварц,
киноварь), жидкости (скипидар, никотин, нефть) и растворы оптически активных веществ в неактивных растворителях
(водные растворы сахара, винной кислоты, белков).
В случае раствора, угол поворота плоскости поляризации пропорционален толщине (L) проходимого светом слоя и
концентрации активного вещества в растворе (c):
ϕ =
[
]
α
с L,
где
[]
α – величина, называемая постоянной удельного вращения или просто удельным вращением. Эта величина сильно
зависит от длины волны света, определяется опытным путем и для разных веществ приводится в справочных таблицах.
Для измерения угла поворота плоскости поляризации света при прохождении через вещество применяются специальные
приборы – поляриметры.
С их помощью можно весьма точно и быстро определять толщину оптически активного вещества и его концентра-
цию. Поляриметры, используемые для измерения концентрации сахара, называются сахариметрами.
Рассмотрим оптическую схему и принцип действия полутеневого сахариметра (рис. 1).
Свет от источника 1 (лампа накаливания) делится на два пучка. Один из них (на рис. 1 показан штрихпунктиром)
служит для освещения шкалы 2 и нониуса 3 прибора, которые рассматриваются через окуляр 4. Второй пучок света про-
ходит через светофильтр 5, выделяющий красную область спектра. Система линз 6 (конденсор) формирует параллельный
пучок света, который поступает на вход поляризатора 7 (призма Николя). Получающийся плоскополяризованый свет
проходит последовательно через кювету с раствором сахара 8, компенсатор 9 (клин переменной толщины, изготовленный
из правовращающего кварца) и попадает на вход анализатора 10 (призма Николя или поляроидная пленка). Визуальное
наблюдение осуществляется через окуляр зрительной трубы 11.
Если главные плоскости пропускания поляризатора и анализатора образуют прямой угол, а оптически активное вещест-
во между ними отсутствует, то свет через такую систему не пройдет и поле зрения трубы будет темным. В присутствии ак-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »
