Nazwisko______________________________ Imię__________________________________ Kierunek______________________________ Rok studiów___________________________ Grupa laboratoryjna_____________________		WYŻSZA SZKOŁA PEDAGOGICZNA w Rzeszowie I PRACOWNIA FIZYCZNA
		W y k o n a n o		O d d a n o
		Data	Podpis	Data	Podpis
Ćwiczenie nr	Temat

CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Wektor polaryzacji dielektryka P definiujemy jako wypadkowy moment dipolowy na jednostkę objętości dielektryka

P=1/dV

n- liczba dipoli w jednostce objętości dielektryka

<Pe>- uśredniony po wszystkich dipolach moment dipolowy

Wektor polaryzacji P ma prosty związek z gęstością ładunku powierzchniowego δp w spolaryzowanym dielektryku .

Stała dielektryczna ∈ ośrodka izotropowego lub o symetrii układu regularnego zdefiniowana jest

∈=D/E=1+4π(P/E)=1+4πχ

χ=P/E- jest to podatność elektryczna.

5. makroskopowe uśrednione pole elektryczne

Polaryzowalność α atomu definiujemy : α=P/Elok

16. moment dipolowy atomu

Elok- lokalne pole elektryczne w miejscu w którym znajduje się atom

αjest zdefiniowane jako właściwość atomowa lub jonowa, χ oraz ∈ będą zależały również od sposobu w jaki atomy ułożone są w krysztale ponieważ E nie jest na ogół równe Elok.

Polaryzacja jest równa momentowi dipolowemu przypadającemu na jednostkę objętości

P=ΣNi*αi*Elok(i)

Ni- liczba atomów o polaryzowalności αi przypadająca na jednostkę objętości

Jeżeli pole lokalne związane jest z polem przyłożonym za pośrednictwem związku Lorentza.

Elok=E+4πP/3

P- lorentzowski współczynnik pola lokalnego

Wówczas otrzymujemy:

P/E=ΣNiαi / 1-(4π/3)ΣNiαi = (∈-1) / 4π

Możemy przedstawić w postaci:

(∈-1) / (∈+2) = 4π ΣNiαi / 3

Jest to związek Clausiusa - Mossottiego

PRZEBIEG ĆWICZENIA

Sporządzamy 8 roztworów (wody z cukrem) o stężeniach 0,5-10%. W tym celu posługujemy się wagą laboratoryjną. Po wykonaniu roztworów mierzymy kolejno współczynnik załamania światła w tych roztworach za pomocą refraktometru Abbego wykonując następujące czynności:

• przemywamy pryzmat czterochlorkiem wodoru

• nanosimy na niego kilka kropel badanego roztworu tak aby cała powierzchnia była pokryta cieczą

• lewym pokrętłem szukamy rozgraniczenia w postaci jasnej i ciemnej barwy

• prawym pokrętłem ustawiamy ostrość obrazu

• odczytujemy wskazania dla poszczególnych roztworów i zapisujemy w tabeli pomiarów

Obliczamy polaryzowatość α ze wzoru:

Obliczamy błędy pomiarów stężenia procentowego .

Sporządzamy wykres zależności ζ(c).

TABELA POMIARÓW

Ms₂=1g Mr₂=101g

Ms₃=2g Mr₃=102g

Ms₄=3,2g Mr₄=103,2g

Ms₅=2,6g Mr₅=52,6g

Ms₆=3,6g Mr₆=53,6g

Ms₇=4,3g Mr₇=54,3g

Ms₈=5g Mr₈=55g

DYSKUSJA BŁĘDÓW

Obliczam błąd stężenia metodą pochodnej logarytmicznej:

Wykreślam zależność ζ(c).

Obliczam polaryzowalność α dla wody ze wzoru:

N=3,346⋅10²⁹

Dla wody współczynnik załamania światła: n=1,3325

Zatem :

Błąd α obliczam metodą różniczki zupełnej. W związku z tym, że w mianowniku mamy stałą wartość błąd obliczam różniczkując licznik

Δn=0,0001

WNIOSKI:

Na błąd pomiaru miały wpływ :

• niedoskonałość zmysłu obserwatora oraz przyrządów pomiarowych

• błędny pomiar stężenia roztworów spowodowany niewielkimi masami substancji mieszanych w porównaniu z dokładnością wagi

• błąd odczytu wskazań refraktometru

---