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 α_0:

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 α_d:

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.