1. Включить сахариметр в сеть.
2. Откинуть стенку корпуса поляриметра и убедиться, что трубка с раствором сахар вынута.
3. Настроить прибор на резкость,поворачивая линзу L1. Вы должны в окуляре видеть картину типа А) или Б) (см.рис.4.9).
 |
4. Вращая винт R, найти среднее положение, соответствующее равномерному затемнению поля зрения (см. рис 4.9.В).
5. Установить трубку с сахарным раствором известной концентрации С и известной длины l. При этом нарушается резкость и однородность обеих половин поля зрения. Снова настроить прибор на резкость, изменяя положение линзы L1, и найти среднее положение равномерного затемнения.
6. Снять отсчет по шкале нониуса с точностью до 0,1 градуса. Для удобства смотрите в окуляр L2.
7. Подобные измерения провести со всеми сахарными растворами известной и неизвестной концентрации.
8. Из формулы (5.2) определить постоянную вращения [a] для каждого измерения инайти среднее значение [aср]. Результаты занести в таблицу:
| Номер опыта | Длина трубки, см | Концентрация раствора, С% | Угол поворота, jо | Постоянная вращения, [a], градус/см×% |
9. Вычислив [aср], по формуле (5.3) определелить неизвестную концентрацию сахарного раствора.
10. Построить график зависимости угла поворота jо от концентрации раствора С.
Контрольные вопросы
1.Что называется степенью поляризации?
2.Как экспериментально определить, свет поляризован или нет?
3. Какие вещества вращаются плоскости поляризации? Что такое право- и левовращающиеся вещества?
4. От чего зависит угол поворота плоскости поляризации плоскополяризованного света в жидких растворах? В кристаллах?
5. Каков физический смысл постоянной вращения раствора?
6. В чем суть закона Био?
7. Как объясняет явление вращения плоскости поляризации теория Френеля
8. Пучок плоскополяризованного света, длина волны которого в пустоте равна 589 нм, падает на пластинку исландского шпата перпендикулярно его оптической оси. Найти длины волн обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле и скорости их распространения. Показатели преломления исландского шпата для обыкновенного и необыкновенного лучей соответственно равны: 
и 
.
VI. ФОТОЭФФЕКТ
Среди разнообразных явлений, в которых проявляется воздействие света на вещество, важное место занимает фотоэлектрический эффект (фотоэффект).
Фотоэффект — это явление испускания электронов веществом под действием электромагнитного излучения.
Анализ этого явления привел к представлению о световых квантах и сыграл важную роль в развитии современных теоретических представлений.
Фотоэффект был открыт в 1887 году немецким физиком Г. Герцем. Первые фундаментальные исследования фотоэффекта выполнены русским ученым А.Г. Столетовым (1888 г.), а затем немецким физиком Ф. Ленардом. Первое теоретическое объяснение законов фотоэффекта дал А.Эйнштейн. Принципиальная схема установки для исследования фотоэффекта (схема А.Г. Столетова) приведена на рисунке 6.1. Два электрода в вакуумной трубке подключены к батареям так, что с помощью потенциометра R можно изменять не только значение, но и знак подаваемого напряжения. Через кварцевое стекло катод облучается, монохроматическим светом. Фототок измеряется микроамперметром.
 |
Характер зависимости фототока от напряжения между электродами при двух
Рис.6.2
значениях освещенности (
> 
) изображена на рис. 6.2. Пологий характер зависимостей показывает, что электроны вылетают из катода с различными скоростями. Значение тока насыщения 
определяется таким значением напряжения, при котором все электроны, испускаемые катодом, достигают анода. При этом:
(6.1)
где п — число электронов, испускаемых катодом в 1с.
При U=0 фототок не исчезает. Электроны, выбитые светом из катода, обладают некоторой начальной скоростью, а значит, и отличной от нуля кинетической энергией и могут достичь анода без внешнего электрического поля. Для того, чтобы фототок стал равным нулю, к электродам необходимо приложить задерживающее напряжение 
.
При 
ни один электрон не достигает анода, следовательно,
(6.2)
Измерив , можно определить максимальные значения начальной скорости электронов.
Законы внешнего фотоэффекта:
1. Закон Столетова: при фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света.
2. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой.
3. Для каждого вещества существует "красная граница" фотоэффекта, т.е. минимальная частота света, при которой свет любой интенсивности фотоэффекта не вызывает. "Красная граница" определяется химической природой вещества и состоянием его поверхности.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6