2. Opis stanowiska pomiarowego.

Źródło światła

F

gdzie:

P - polaryzator

F - filtry służące do wyodrębnienia światła czerwonego, niebieskiego i zielonego ze spolaryzowanej wiązki światła

R - rura z roztworem substancji aktywnej optycznie - roztwór cukru

A - analizator, który może się obracać i jest tak wyskalowany, że dla maksymalnego zaciemnienia światła przechodzącego przez pustą rurę kąt alfa wynosi 0 stopni. Umocowany przy polaryzatorze kątomierz umożliwia pomiar kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji obserwowanego światła.

W doświadczeniu należy zważyć kostkę cukru, rozpuścić ją w wodzie, roztwór umieścić w rurze i zbadać kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji dla światła czerwonego, niebieskiego, zielonego. Powtórzyć procedurę.

3. Opracowanie wyników.

Lp.	masa cukru rośne [g]	stężenie [g/dm^3]	Niepewność błędów stężeń [g/dm^3]	Filtry (wartość średnia) [^o]
								czerwony	niebieski	zielony
1.	0,00	0,00	0,04	0,00	0,00	0,00
2.	2,94	11,76	0,47	4,00	6,33	5,33
3.	5,84	23,36	0,93	7,00	10,33	11,33
4.	8,89	32,56	1,42	10,00	15,33	14,66
5.	11,84	47,36	1,89	13,00	21,33	21,66
6.	14,74	58,96	2,36	17,33	26,66	24,33
7.	17,57	70,28	2,81	21,00	33,33	29,66

V - objętość wody, V = 250 [ml] = 0,25 [dm³]

C - stężenie, C = m/V [g/dm³]

u(m) = 0,01 [g]

u(V) = 0,01 [dm³] (Marta powiedziała, że tu powinno być 0,05 albo 0.005, ale ponieważ dla 0.01 są ładniejsze wyniki, więc …)

Do obliczenia niepewności błędów używamy:

[g/dm³]

Posługując się metodą najmniejszych kwadratów obliczam a, b dla poszczególnych filtrów:

?? r - współczynnik korelacji

1. filtr czerwony

a = 0,290197916049019 [^o dm³/g]

b = 0,20577900964939 [^o]

u(a) = 0,00840116993466542 [^o dm³/g]

u( b) = 0,035362938906554 [^o]

czyli a = 0,2902(84) [^o dm³/g] b = 0,21(35) [^o]

r = 0,997911335595408

2. filtr niebieski

a = 0,460339253837947 [^o dm³/g]

b = 0,122618153209476 [^o]

u(a) = 0,0112179807303067 [^o dm³/g]

u( b) = 0,047219705148904 [^o]

czyli a = 0,460(11) [^o dm³/g] albo a = 0,461(11) [^o dm³/g] b = 0,12(47) [^o]

r = 0,998518684579956

3. filtr zielony

a = 0,416852128174114 [^o dm³/g]

b = 0,734480304232502 [^o]

u(a) = 0,014356316112616 [^o dm³/g]

u( b) = 0,0604298607886492 [^o]

czyli a = 0,417(14) [^o dm³/g] b = 0,7 (6) [^o]

r = 0,997047869661735

(Wykres)

Zależność kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji od stężenia roztworu czynnego optycznie.

Prawo Biota:

L - długość drogi przebytej przez światło w roztworze

C - stężenie

- właściwa zdolność skręcania, charakterystyczna dla danej substancji

Zaniedbujemy b w wzorze
i podstawiamy do wzoru Biota, dzięki czemu wyliczamy:

d - średnica wewnętrzna rury

(ponieważ nie pamiętam naszego wyniku, więc wzięłam Marty ;))

d = 2,56 [cm] = 0,256 [dm]

u(d) = 0,05 [mm] = 0,0005 [dm]

L= 4,90 [dm]

u(L) = 0,02 [dm]

Do obliczenia niepewności błędów używamy:

1. Zdolność skręcania dla filtru czerwonego wynosi:

[^o dm²/g]

0,0017 [^o dm²/g]

czyli
0,0592(17) [^o dm²/g]

2. Zdolność skręcania dla filtru niebieskiego wynosi:

[^o dm²/g]

0,0045 [^o dm²/g]

czyli
0,0939 (45) [^o dm²/g]

3. Zdolność skręcania dla filtru zielonego wynosi:

[^o dm²/g]

0,0028 [^o dm²/g]

czyli
0,0851(28) [^o dm²/g]

4. Wnioski.

Czysta woda nie jest substancją czynną optycznie, dlatego nie skręca płaszczyzny polaryzacji. Z wykresu można wywnioskować, że kąt skręcania wzrasta wraz ze wzrostem stężenia cukru w roztworze.

?? Korelacja bliska 1 potwierdza tą obserwacje.

---