Измерения и обработка результатов.
Задание 1. Измерение показателя преломления прозрачных растворов сахара и определение концентрации сахара в растворе.
Измерение показателя преломления растворов сахара в воде производится стандартным способом по следующей схеме:
1. Проверить и установить при необходимости нуль-пункт по дистиллированной воде или по нулю шкалы прибора.
2. Открыть верхнюю камеру и промыть дистиллированной водой поверхности измерительной и осветительной призм и насухо их вытереть чистой льняной или хлопчатобумажной салфеткой.
3. С помощью стеклянной палочки нанести на плоскость измерительной призмы одну – две капли дистиллированной воды (измерение № 1) или исследуемого раствора сахара и закрыть верхнюю камеру.
4. Перемещая линейку с окуляром механизмом перемещения – рукояткой 10 вдоль шкалы вверх или вниз, ввести в поле зрения окуляра границу светотени.
5. Поворотом рычага осветителя добиться максимальной контрастности границы светотени.
6. Навести гайкой окуляра резкость изображения перекрестия окуляра, границы светотени и шкалы прибора. Если граница имеет цветную окраску, то вращением рукоятки дисперсионного компенсатора, устранить окрашенность границы светотени.
7. После проведения выше указанных действий, произвести отсчет по шкале показателей преломления и концентраций раствора сахара. Измерение провести три раза для каждого из предложенных растворов. Результаты свести в таблицу и рассчитать среднее арифметические значения.
Таблица 2.
№ п/п | 0С (%) | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
1. | ||||||||||
2. | ||||||||||
3. | ||||||||||
4. | ||||||||||
5. |
8. Построить график зависимости показателя преломления от концентрации растворов .
9. Определить по графику неизвестную концентрацию.
Дополнительное задание.Определение средней дисперсии жидкости
1. Совместить границы светотени с перекрестием сетки окуляра зри- тельной трубы и произвести отсчет количества делений по лимбу дисперсионного компенсатора.
2. Процесс совмещения границы светотени с перекрестием сетки повторить несколько раз, найти среднее значение .
3. После окончания измерений промыть несколькими каплями дистиллированной воды поверхности призм и протереть их мягкой тканью.
4. Вычислить среднюю дисперсию исследуемой жидкости по формуле:
,
величины коэффициентов и
определяют по измеренным значениям показателей преломления
по таблицам дисперсионных коэффициентов, данных в приложении 1. Величину
определяют по измеренному значению
по таблицам приложения 2.
5. Вычислить коэффициенты дисперсии Аббе по формуле:
и вписать их значения в таблицу.
Приложение 1.
Коэффициенты для определения средней дисперсии.
![]() | А | В | ![]() | А | В | ![]() | А | В |
1,3200 | 0,02225 | 0,04263 | 1,3770 | 0,02201 | 0,04079 | 1,4350 | 0,02183 | 0,03816 |
1,3210 | 0,22225 | 0,04261 | 1,3780 | 0,02201 | 0,04075 | 1,4360 | 0,02183 | 0,03811 |
1,3220 | 0,02224 | 0,04258 | 1,3790 | 0,02201 | 0,04071 | 1,4370 | 0,02182 | 0,03806 |
1,3230 | 0,02224 | 0,04255 | 1,3800 | 0,02200 | 0,04067 | 1,4380 | 0,02182 | 0,03801 |
1,3240 | 0,02223 | 0,04253 | 1,3810 | 0,02200 | 0,04063 | 1,4390 | 0,02182 | 0,03795 |
1,3250 | 0,02223 | 0,04250 | 1,3820 | 0,02199 | 0,04059 | 1,4400 | 0,02182 | 0,03790 |
1,3260 | 0,02222 | 0,04247 | 1,3830 | 0,02199 | 0,04055 | 1,4410 | 0,02181 | 0,03785 |
1,3270 | 0,02222 | 0,04244 | 1,3840 | 0,02199 | 0,04051 | 1,4420 | 0,02181 | 0,03779 |
1,3280 | 0,02221 | 0,04242 | 1,3860 | 0,02198 | 0,04047 | 1,4430 | 0,02181 | 0,03774 |
1,3290 | 0,02221 | 0,04239 | 1,3870 | 0,02198 | 0,04039 | 1,4440 | 0,02181 | 0,03768 |
1,3300 | 0,02221 | 0,04236 | 1,3880 | 0,02197 | 0,04035 | 1,4450 | 0,02180 | 0,03763 |
1,3310 | 0,02220 | 0,04233 | 1,3890 | 0,02197 | 0,04031 | 1,4460 | 0,02180 | 0,03757 |
1,3320 | 0,02220 | 0,04230 | 1,3900 | 0,02197 | 0,04027 | 1,4470 | 0,02180 | 0,03752 |
1,3330 | 0,02219 | 0,04227 | 1,3910 | 0,02196 | 0,04023 | 1,4480 | 0,02180 | 0,03746 |
1,3340 | 0,02219 | 0,04224 | 1,3920 | 0,02196 | 0,04018 | 1,4490 | 0,02179 | 0,03741 |
1,3350 | 0,02218 | 0,04222 | 1,3930 | 0,02196 | 0,04014 | 1,4500 | 0,02179 | 0,03735 |
1,3360 | 0,02218 | 0,04219 | 1,3940 | 0,02195 | 0,04010 | 1,4510 | 0,02179 | 0,03735 |
1,3370 | 0,02217 | 0,04216 | 1,3950 | 0,02195 | 0,04006 | 1,4520 | 0,02178 | 0,03724 |
1,3380 | 0,02217 | 0,04213 | 1,3960 | 0,02195 | 0,04001 | 1,4530 | 0,02178 | 0,03718 |
1,3390 | 0,02217 | 0,04210 | 1,3970 | 0,02194 | 0,03997 | 1,4540 | 0,02178 | 0,03713 |
1,3400 | 0,02216 | 0,04207 | 1,3980 | 0,02194 | 0,03993 | 1,4550 | 0,02178 | 0,03707 |
1,3410 | 0,02216 | 0,04203 | 1,3990 | 0,02194 | 0,03978 | 1,4560 | 0,02178 | 0,03701 |
1,3420 | 0,02215 | 0,04200 | 1,4000 | 0,02193 | 0,03984 | 1,4570 | 0,02178 | 0,03695 |
1,3430 | 0,02215 | 0,04197 | 1,4010 | 0,02193 | 0,03980 | 1,4580 | 0,02177 | 0,03690 |
1,3440 | 0,02214 | 0,04194 | 1,4020 | 0,02193 | 0,03975 | 1,4590 | 0,02177 | 0,03684 |
![]() | А | В | ![]() | А | В | ![]() | А | В |
1,3450 | 0,02214 | 0,04191 | 1,4030 | 0,02192 | 0,03971 | 1,4600 | 0,02177 | 0,03678 |
1,3460 | 0,02214 | 0,04188 | 1,4040 | 0,02192 | 0,03966 | 1,4610 | 0,02177 | 0,03672 |
1,3470 | 0,02213 | 0,04185 | 1,4050 | 0,02192 | 0,03962 | 1,4620 | 0,02177 | 0,03666 |
1,3480 | 0,02213 | 0,04181 | 1,4060 | 0,02191 | 0,03957 | 1,4630 | 0,02176 | 0,03660 |
1,3490 | 0,02212 | 0,04178 | 1,4070 | 0,02191 | 0,03953 | 1,4640 | 0,02176 | 0,03554 |
1,3500 | 0,02212 | 0,04175 | 1,4080 | 0,02191 | 0,03948 | 1,4650 | 0,02176 | 0,03648 |
1,3510 | 0,02211 | 0,04172 | 1,4090 | 0,02190 | 0,03944 | 1,4660 | 0,02176 | 0,03642 |
1,3520 | 0,02211 | 0,04168 | 1,4100 | 0,02190 | 0,03939 | 1,4670 | 0,02176 | 0,03636 |
1,3530 | 0,02211 | 0,04165 | 1,4110 | 0,02190 | 0,03935 | 1,4680 | 0,02175 | 0,03630 |
1,3540 | 0,02210 | 0,04162 | 1,4120 | 0,02189 | 0,03930 | 1,4690 | 0,02175 | 0,03620 |
1,3550 | 0,02210 | 0,04158 | 1,4130 | 0,02189 | 0,03925 | 1,4700 | 0,02175 | 0,03618 |
1,3560 | 0,02209 | 0,04155 | 1,4140 | 0,02189 | 0,03920 | 1,4710 | 0,02176 | 0,03612 |
1,3570 | 0,02209 | 0,04152 | 1,4150 | 0,02188 | 0,03916 | 1,4720 | 0,02175 | 0,03606 |
1,3580 | 0,02209 | 0,04148 | 1,4160 | 0,02188 | 0,03911 | 1,4730 | 0,02174 | 0,03599 |
1,3590 | 0,02208 | 0,04145 | 1,4170 | 0,02188 | 0,03906 | 1,4740 | 0,02174 | 0,03593 |
1,3600 | 0,02208 | 0,04141 | 1,4180 | 0,02188 | 0,03901 | 1,4750 | 0,02174 | 0,03587 |
1,3610 | 0,02207 | 0,04138 | 1,4190 | 0,02187 | 0,03897 | 1,4760 | 0,02174 | 0,03681 |
1,3620 | 0,02207 | 0,04134 | 1,4200 | 0,02187 | 0,03892 | 1,4770 | 0,02174 | 0,03574 |
1,3630 | 0,02207 | 0,04131 | 1,4210 | 0,02187 | 0,03887 | 1,4780 | 0,02174 | 0,03568 |
1,3640 | 0,02206 | 0,04127 | 1,4220 | 0,02186 | 0,03882 | 1,4790 | 0,02173 | 0,03562 |
1,3650 | 0,02206 | 0,04123 | 1,4230 | 0,02186 | 0,03877 | 1,4800 | 0,02173 | 0,03555 |
1,3660 | 0,02205 | 0,04120 | 1,4240 | 0,02186 | 0,03872 | 1,4810 | 0,02173 | 0,03549 |
1,3670 | 0,02205 | 0,04116 | 1,4250 | 0,02186 | 0,03867 | 1,4820 | 0,02173 | 0,03543 |
1,3680 | 0,02205 | 0,04113 | 1,4260 | 0,02185 | 0,03862 | 1,4830 | 0,02173 | 0,03536 |
1,3690 | 0,02204 | 0,04109 | 1,4270 | 0,02185 | 0,03857 | 1,4840 | 0,02173 | 0,03530 |
1,3700 | 0,02204 | 0,04105 | 1,4280 | 0,02185 | 0,03852 | 1,4850 | 0,02173 | 0,03524 |
1,3710 | 0,02204 | 0,04102 | 1,4290 | 0,02184 | 0,03847 | 1,4860 | 0,02172 | 0,03517 |
![]() | А | В | ![]() | А | В | ![]() | А | В |
1,3720 | 0,02203 | 0,04098 | 1,4300 | 0,02184 | 0,03842 | 1,4870 | 0,02172 | 0,03511 |
1,3730 | 0,02203 | 0,04094 | 1,4310 | 0,02184 | 0,03837 | 1,4880 | 0,02172 | 0,03505 |
1,3740 | 0,02202 | 0,04090 | 1,4320 | 0,02184 | 0,03832 | 1,4890 | 0,02172 | 0,03499 |
1,3750 | 0,02202 | 0,04086 | 1,4330 | 0,02183 | 0,03827 | 1,4900 | 0,02172 | 0,03493 |
1,3760 | 0,02202 | 0,04083 | 1,4340 | 0,02183 | 0,03822 |
Приложение 2.
Значения для определения средней дисперсии.
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
1,000 | 0,669 | -0,104 | -0,809 | ||||
0,999 | 0,629 | -0,156 | -0,839 | ||||
0,995 | 0,588 | -0,208 | -0,866 | ||||
0,988 | 0,545 | -0,259 | -0,891 | ||||
0,978 | 0,500 | -0,309 | -0,914 | ||||
0,966 | 0,454 | -0,358 | -0,934 | ||||
0,951 | 0,407 | -0,407 | -0,951 | ||||
0,934 | 0,358 | -0,454 | -0,966 | ||||
0,914 | 0,309 | -0,500 | -0,978 | ||||
Z | | Z | | Z | | Z | |
0,891 | 0,259 | -0,545 | -0,988 | ||||
0,866 | 0,208 | -0,588 | -0,995 | ||||
0.839 | 0,156 | -0,629 | -0,999 | ||||
0,809 | 0,104 | -0,669 | -1,000 | ||||
0,777 | 0,052 | -0,707 | |||||
0,743 | 0,000 | -0,743 | |||||
0,707 | -0,052 | -0,777 |
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначен рефрактометр УРЛ-1?
2. От какого параметра зависит абсолютный показатель преломления?
3. Какое явление называется дисперсией?
4. Какое явление лежит в основе работы рефрактометра?
5. Для чего предназначены осветительная и измерительная призмы?
6. От чего зависит положение границы светотени?
7. Вследствие какого физического явления при наблюдении в белом свете граница светотени имеет радужную окраску?
8. Как можно устранить окрашенность границы светотени?
9. Что наблюдается в фокальной плоскости объектива и окуляра зрительной трубы?
10. Как определяется средняя дисперсия жидкости в данной работе?
ЛИТЕРАТУРА
1. Сивухин Д.В. Общий курс физики: учебное пособие для вузов. В 5 т. Т IV Оптика. – 3-е изд., стер. – М. ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 576 с.
2. Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука. 1976.
3. Гершензон Е.М., Малова Н.Н. Лабораторный практикум по общей физике. М.: Просвещение, 1985.
4. Техническое описание к рефрактометру универсальному УРЛ. М.: 1974.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15