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.