Визначення питомого обертання площини поляризації

Вивчення оптичної схеми і принципу роботи сахариметра

1.З'ясуйте принцип роботи сахариметра.

2. Підготуйте сахариметр до роботи. Для цього:

- перевірте заземлення приладу;

- встановіть ручку 16 (рис. 6.15) резистора до упору, обертаючи її проти годинникової стрілки;

- ввімкніть сахариметр у мережу;

- ввімкніть за допомогою червоної кнопки 15 освітлювач;

- наведіть окуляр зорової труби 20 на максимальну різкість зображення вертикальної лінії розділу полів порівняння;

- наведіть лупу 1 на максимальну різкість зображення штрихів та цифр шкали і ноніуса;

- встановіть ручкою 16 резистора таку яскравість поля, яка найменше втомлює зір і при якій найбільш чітко сприймається різниця яскравості полів порівняння.

1. Визначення систематичної похибки пристрою (іноді її називають нульовою точкою приладу).

Для цього необхідно переконатись, що кювета з розчином в кюветному відділенні відсутня. Закрийте кришку кюветного відділення. Якщо у зоровій трубі 10 сахариметра спостерігається нерівномірне затемнення полів порівняння (рис.6.20.а або 6.20.б), то повертаючи рукоятку клинового компенсатора 19 (рис.6.15) досягніть рівномірного затемнення полів порівняння (рис. 6.20.в ).

а) б) в)

Рис. 6.20

Для визначення необхідно подивитися через лупу 1 (рис.6.15) на шкалу приладу.

Для вимірів існує дві шкали (рис.6.21). Нижня (рухома) - основна шкала, і верхня (нерухома) - це шкала ноніуса. Коли прилад настроєно правильно, нульова поділка ноніуса суміщається з нульовою поділкою основної шкали, як показано на рис.6.21. Тоді нульовий відлік .

основна шкала

шкала Ноніуса

Рис.6.21

Але це буває не завжди. Кожен прилад може мати невелику систематичну похибку. В такому випадку точного суміщення нулів верхньої і нижньої шкал не спостерігається і можливе відхилення нуля шкали ноніуса як вправо (рис. 6.22), так і вліво від нуля основної шкали (рис. 6.23).

Рис.6.22

На рис.6.22 показано положення ноніуса і основної шкали, що відповідає відліку .

Пояснимо як отримано такий результат.

Нуль ноніуса зміщений правіше від нуля основної шкали менше ніж на одну поділку основної шкали. Число цілих градусів відраховується по основній шкалі, тому цілі у запису кута відсутні. Розглядаємо праву від нуля частину шкали ноніуса. Помічаємо, що шоста поділка шкали ноніуса (верхньої) співпадає з однією з поділок основної шкали (нижньої). Ціна однієї поділки шкали ноніуса відповідає 0,05°S. Отже, шостій поділці відповідає кут . (Числа 25, 50, 75, 100 на ноніусній шкалі відповідають кутам 0,25⁰S, 0,50⁰S, 0,75⁰S, 1⁰S).

Рис.6.23

На рис.6.23 показано випадок, коли нуль ноніуса зміщений ліворуч від нуля основної шкали. Значення нульового відліку тепер береться з від'ємним знаком: .

Як і в першому випадку, нуль ноніуса зміщений менше ніж на одну поділку основної шкали. Тому цілі в значенні кута відсутні. Слід звернути увагу, що в цьому випадку треба розглядати ліву від нуля частину шкали ноніуса. На рис. 6.23. видно, що дев'ята поділка шкали ноніуса співпадає з однією з поділок основної шкали. Тому .

Виконайте такі виміри 5 разів. Для цього треба кожний раз заново знаходити положення з однаковим затемненням полів порівняння. Отримані значення записати до таблиці 6. Визначити середнє значення систематичної похибки за формулою:

.

2. Промити всі частини кювети, які зображені на рис. 6.24, дистильованою водою.

кришка кювети

скло

кювета

Рис. 6.24

3. Заповнити кювету розчином відомої концентрації (наприклад ).

Налити треба стільки рідини, щоб вона виступала поверх країв кювети. Закрийте кювету зверху чистим сухим склом. Для того, щоб під склом не було повітряної бульбашки треба ставити скло швидко, зрізаючи виступаючу рідину. Якщо бульбашка залишається, повторити установку скла.

4. Протерти скло серветкою і покласти кювету в кюветне відділення.

5. Обертаючи навколо осі, встановити кювету в таке положення, щоб лінія поділу полів порівняння ділила поле зору на дві рівних частини.

6. Обертаючи ручку клинового компенсатора 19 (рис. 6.15), домогтися однакового затемнення полів порівняння так, як це було при початковій установці приладу.

7. Зняти відлік кута обертання площини поляризації для розчину відомої концентрації.

Знімання показів пояснюється за допомогою рис. 6.25.

Рис. 6.25

На рис. 6.25 показано положення ноніуса і основної шкали, яке відповідає відліку .

Нуль ноніуса знаходиться правіше нуля основної шкали на 11 повних поділок, а в правій частині ноніуса друга поділка після 0,75⁰S співпадає з однією з поділок основної шкали.

Тому кут обертання становить:

.

8 Виконайте п'ять незалежних вимірів . Кожний раз заново треба досягти однакового затемнення полів порівняння. Отримане значення занести до таблиці 6. Зайти середнє значення результатів вимірювання:

.

9. Визначити значення питомого обертання площини поляризації розчину цукру за формулою:

.

Довжина кювети мм або мм.

10. Визначити середню відносну похибку вимірювання за формулою:

.

Вважати, що середня абсолютна похибка приготування розчину . Оскільки точність виготовлення кювети достатньо висока , при розрахунках відносної похибки нею можна знехтувати.

11. Знайти середню абсолютну похибку вимірювання а за допомогою формули:

.

12. Результат визначення питомого обертання площини поляризації записати у вигляді:

, .

Дата добавления: 2014-12-16