Порядок выполнения работы Определение удельного вращения эталонного раствора:
1) убедиться, что в прибор не вставлена трубка с сахарным раствором;
2) ввести в оптический канал красный светофильтр;
3) установить резкую границу между правой и левой половинками поля зрения передвижением окуляра зрительной трубки 5 (см. рис.4);
4) вращая ручку 4, перемещать кварцевый клин. Уравнять освещенности полей зрения в области полутени при темном поле зрения окуляра. Лишь при этом условии малейший поворот рукоятки вызывает резкую смену соотношения освещенности обеих половинок поля зрения окуляра;
5) снять нулевой
отсчет 0 по
шкале, видимой в окуляр; повторить
измерения три раза и определить среднее
значение
;
6) поместить в сахариметр трубку с раствором сахара известной концентрации и закрыть шторку. Уравнять освещенность полей зрения при темном поле зрения окуляра. Три раза измерить 1, соответствующий равенству освещенностей.
7) вычислить удельное вращение по формуле
ρ″ = ∕ (ℓС),
где
;
значения ℓ и С указаны на трубке;
8) записать результаты измерений и вычислений в табл.1.
Определение концентрации сахарного раствора:
1) поместить в сахариметр трубку с раствором сахара, концентрацию которого надо определить, повторить измерения, описанные выше, записать значение 2;
2) вычислить
угол поворота для испытываемого раствора
;
3) подставив полученные значения в формулу
Сx = x / (ρ″ℓ),
(здесь ℓ – длина трубки) определить концентрацию сахара в растворе;
4) записать результаты измерений и вычислений в табл.2.
5) вычислить погрешность определения концентрации сахара в растворе.
Таблица 1
Номер опыта |
0 |
1 |
|
|
|
1. |
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
– |
– |
|
|
Таблица 2
Номер опыта |
0 |
1 |
|
|
|
1. |
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
– |
– |
|
|
ИСКУССТВЕННАЯ ОПТИЧЕСКАЯ АНИЗОТРОПИЯ
Работа 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА КЕРРА
Основные разделы оптики, которые должны быть усвоены, при выполнении работы
Оптический путь, оптическая разность хода, разность фаз волн, поляризация света, двойное лучепреломление, оптическая анизотропия, обыкновенная и необыкновенная волны, искусственная оптическая анизотропия, явление Керра, модуляция света, ячейка Керра, электрооптический модулятор.
Теоретические сведения
На ячейку Керра (композит свинца, лантана, циркония и титана), ориентированную под углом 45° к вертикали, падает монохроматический вертикально поляризованный свет. Электрическое поле, приложенное к материалу ячейки, создает в нем искусственную оптическую анизотропию (двойное лучепреломление). Фазовый сдвиг между обыкновенным и необыкновенным лучом после прохождения световой волной ячейки Керра регистрируется как функция приложенного напряжения. Показано, что фазовый сдвиг пропорционален квадрату напряженности электрического поля создаваемого приложенным напряжением. Коэффициент пропорциональности между фазовым сдвигом и напряженностью поля позволяет определить постоянную Керра.
Как правило, эффект Керра демонстрируется с помощью ячейки, заполненной нитробензолом. Поскольку это вещество токсично и требует напряжений порядка нескольких киловольт, то ячейки Керра на основе композита свинца, лантана, циркония и титана представляют собой привлекательную альтернативу.