Физика

Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра физики
Решение лабораторных работ по физике для студентов университета путей сообщения ПГУПС.
Лабораторная работа по физике 100, 228, 241.1, 241.2, 243, 244, 245, 304, 310 и т.д.


ЛР 1 Исследование прямолинейного движения тел на машине Атвуда
ЛР 4 Изучение вращательного движения с помощью маятника Обербека
ЛР 106 Определение коэффициента трения среды методом падающего шарика
ЛР 131 Тепловое расширение твердых тел
ЛР 228 Исследование зависимости сопротивления полупроводника от температуры
ЛР 241.1 Расширение предела измерения амперметра. Определение внутреннего сопротивления эталонного амперметра
ЛР 241.2 Расширение предела измерения вольтметра. Определение внутреннего сопротивления эталонного вольтметра
ЛР 242 Определение емкости конденсатора
ЛР 243 Исследование источника ЭДС
ЛР 244 Определение удельного сопротивления и материала проводника
ЛР 245 Изучение зависимости температуры лампы накаливания от потребляемой мощности
ЛР 303 Основы спектрального анализа. Изучение спектров поглощения
ЛР 304 Исследование дифракции Фраунгофера
ЛР 306 Зависимость силы фототока от интенсивности освещения
ЛР 310 Определение концентрации сахара с помощью сахариметра
ЛР 318 Определение длины волны света при помощи бипризмы

Подробный отчет в формате Word. На почту высылаем файл word + копию в pdf.

ЛР 310

Определение концентрации сахара с помощью сахариметра

Целью лабораторной работы является:
1) определение концентрации раствора сахара в воде;
2) установление зависимости угла вращения плоскости поляризации от толщины слоя;
3) установление зависимости угла вращения поляризации от длины волны проходящего света

3. Порядок выполнения работы:
Удалив кювету из сахариметра, включить его осветитель. С помощью окуляра поляриметра ОП добиться отчетливого видения границы раздела между правой и левой половинами поля зрения (это легко сделать, когда одна из половин темнее другой).
Установить окуляр микроскопа ОМ (рис.9) так, чтобы была четко видна градусная шкала и штрихи нониуса.
Проверить, совпадают ли нули нониуса и шкалы, связанной с вращением анализатора (или перемещением компенсатора), друг с другом. Если нули не совпадают, то при измерении углов плоскости поляризации необходимо брать соответствующую поправку.

3.1. Определение концентрации неизвестного раствора сахара
Для определения концентрации необходимо измерить углы поворота
плоскости поляризации у двух одинаковых по длине коротких кювет. В одной кювете находится раствор сахара с неизвестной концентрацией, в другой с известной (10%). Помещая по очереди в сахариметр кюветы с неизвестной c_X и известной c_E концентрациями, находят соответствующие данным растворам углы поворота плоскостей поляризации. По формуле (5) имеем φ_x = [α]c_Xl      (6)
φ_E = [α]c_El      (7)
где φ_x и φ_E - углы поворота плоскости поляризации раствором с неизвестной и известной концентрациями.
Из формул (6) и (7) получим:
c_X = φ_X/φ_E ∙ c_E      (8)
Для повышения точности измерения углы φ_x и φ_E следует измерять 15 раз; среднее из полученных значенией подставить в формулу (8).

3.2 Определение зависимости угла поворота плоскости поляризации от толщины слоя вещества, проходимого светом.
Для определения зависимости угла поворота плоскости поляризации от толщины слоя вещества нужно измерить угол φ_D поворота плоскости поляризации длинной кюветы с известной концентрацией (той же, что и в короткой кювете) φ_D = [α]c_El_D      (9)
и сравнить его с углом φ_E (формула 7)).
Очевидно, угол φ_D должен быть во столько раз больше, во сколько l_D больше l.
Действительно, из формул (7) и (9) ....
Это и следует проверить, сравнивая отношения φ_D/φ_E и l_D/l.

3.3 Определение зависимости угла поворота плоскости поляризации от длины волны
Для определения зависимости угла поворота от длины волны проходящего света необходимо произвести измерения угла поворота φ_c короткой кюветой с известной (эталонной) концентрацией для другой длины волны. Перед измерением этого угла заменяют светофильтр, находящийся при входе в сахариметр, повернув барабан с набором светофильтров. Для сравнения взять белый светофильтр λ_o = 550 нм и красный λ_k = 700 нм.
Результаты измерений заносят в таблицу.

Дата выполнения: 24/03/2021