ВЕЩЕСТВАХ С ПОМОЩЬЮ ПОЛЯРИМЕТРА
Раствор исследуемого оптически активного вещества (в нашем случае - сахара) помещают в специальную трубку, торцы которой сделаны из стекла. Угол поворота плоскости поляризации света α определяют как разницу двух измерений. Сначала измеряют значение α0 с убранной из поляриметра трубкой с оптически активным веществом. Затем в прибор вставляют трубку с раствором сахара и измеряют значение αС. Угол поворота оптически активным веществом плоскости поляризации света α определяют как:
α = αС - α0. (2)
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Открыв крышку камеры, убрать из прибора трубку с раствором сахара, закрыть крышку и включить прибор в сеть.
2. Определить α0 прибора. Для этого, вращая поляризатор, получить в окуляре изображение поля, приведенное на рис. 8 а, в или 11 а, в. Перемещением окуляра установить изображение резким. Вращением поляризатора установить одинаковую освещённость всего поля зрения, как это показано на рис. 8 в или 11 в, то есть установить момент отсчёта. Сделать отсчёт угла α0 и занести его в таблицу 1.
3. Установить в поляриметр трубку с раствором сахара и перемещением окуляра сделать изображение резким. Вращением поляризатора установить момент отсчёта, то есть добиться одинаковой освещённости всего поля зрения прибора. Сделать отсчёт угла вращения плоскости поляризации света αС и занести его в таблицу 1.
4. Убрав из поляриметра трубку с раствором сахара, повторить измерение угла α0 по пункту 2, а затем измерение угла αС по пункту 3. Результаты измерений записать в таблицу 1. Всего должно быть проведено не менее 5 таких измерений.
5. По формуле: α = αС - α0. определить угол вращения плоскости поляризации света оптически активным раствором сахара.
6. По формуле (1) вычислить концентрацию раствора сахара. Удельное вращение плоскости поляризации сахара [α] = 66,5 град×см3/дм×г. Длина трубки l = (2,00 ± 0,02) дм.
7. По данным, приведённым в таблице 1, вычислить среднее значение <C>, а также абсолютную случайную погрешность её измерений ∆ССЛ.
Таблица 1:
| №№ опытов | α0, град | αС, град | α=αС -α0 | Сi | áCñ, 
| ∆Сi, | (∆Сi)2 | S | Sn | tnα | ∆ССЛ,
|
8. Найти относительную, а затем и абсолютную систематическую (приборную) погрешность измерений ∆СПР по формуле:
(3)
Здесь ∆α -приборная погрешность измерения угла α, ∆ℓ- приборная погрешность определения длины трубки с раствором сахара.
9. Найти полную абсолютную погрешность измерений по формуле:
(4)
10. Округлить полную погрешность до первой значащей цифры. Затем до той же значащей цифры округлить результат измерений. Ответ записать по форме:
Пример. Ответ: длина волны излучения лазера равна:
l = (0,76 ± 0,02)×10-6 м.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Рассказать о строении электромагнитной волны.
2. В чём отличие плоско поляризованного света от естественного?
3. Явление двойного лучепреломления света в анизотропных кристаллах.
4. Принцип работы призмы Николя. Начертить ход лучей в призме Николя.
5. Рассказать о явлении вращения плоскости колебаний плоско поляризованного света в оптически активных средах. От чего зависит величина угла поворота?
6. Рассказать об устройстве прибора для определения концентрации сахара - поляриметра. По какой формуле вычисляется концентрация сахара?
ЛИТЕРАТУРА:
1. Cавельев И.В. “Курс общей физики”, т. 3, «Наука», 1973
2. Трофимова Т.И. “Курс физики”, «Высшая школа», 1997
Приложение 1
ПОРЯДОК И ПРАВИЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Пусть по результатам прямых измерений параметров х, у, z,.. определяется физическая величина А, которая является некоторой функцией этих параметров А = f(x, y, z,..). Для вычисления случайной, систематической и полной погрешностей результатов измерений необходимо:
1. Провести многократное определение величины А по возможности при различных значениях параметров x, y, z,.. Результаты занести в таблицу 2 (Аi, где i =1, 2,.n, где n- число измерений).
2. Найти среднее арифметическое значение <A> = (А1+ А2+..+ Аn)/n.
3. Найти модули разности |Ai - <A>| = DAi для каждого измерения.
4. Вычислить квадраты абсолютных погрешностей (DAi)2.
5. Вычислить сумму квадратов S = (DA1)2 +..+ (DAn)2, а затем и средне квадратичную погрешность результатов измерений: 
6. По таблице 3 с учётом заданной преподавателем надежности α и числа измерений n определить коэффициент Стьюдента tna..
7. Вычислить случайную абсолютную погрешность результата измерений: DAСЛ = tna×Sn.
8. Вычислить систематическую (приборную) погрешность измерительной установки DAПР. С этой целью необходимо прологарифмировать формулу, по которой вычисляют А = f(x, y, z,.). От полученного выражения взять частные производные по измеряемым параметрам и подставить их в формулу (1), по которой вычисляют относительную систематическую погрешность измерительной установки:
|
Здесь Dx, Dy, Dz - абсолютные погрешности приборов, измеряющих параметры x, y, z.
Пример. Определяется плотность цилиндра методом взвешивания и измерения его размеров: r = 4m/pd2h. Прологарифмируем выражение: lnr = ln4 + ln m - lnp -2lnd – lnh. Возьмём частные производные по измеряемым параметрам и подставим их в формулу (1):
Здесь Dm – абсолютная погрешность весов, Dd и Dh абсолютные погрешности штангенциркуля и линейки, с помощью которых проводили измерения диаметра и высоты цилиндра.
Формулы для вычисления εПР измерительных установок даны в описаниях к лаб. работам.
9. Вычислить абсолютную систематическую погрешность измерительной установки: DAПР = eПР×<А>.
10. Сравнить абсолютные случайную и систематическую погрешности. Если они близки, вычислить полную погрешность по формуле: 
11. Округлить полную погрешность до первой значащей цифры. Затем до той же значащей цифры округлить и результат измерений.
12. Окончательный результат записать в форме: А = (<A> ± DА) ед. измерения.
Пример. Ответ: плотность цилиндра r = (7,82 ± 0,05)×103 кг/м3.
Таблица. Расчёт случайной погрешности косвенных измерений
| № | Текущее Ai | Среднее <A> | Разность DAi | Квадрат разности (DAi)2 | Сумма квадратов S | Sn | α= ta | DAСЛ |
| A1 | DA1 | (DA1)2 | ||||||
| A2 | DA2 | (DA2)2 | ||||||
| A3 | DA3 | (DA3)2 | ||||||
| … | … | …. | ….. | |||||
| n | An | DAn | (DAn)2 |
Таблица 3. Коэффициенты Стьюдента 
 
n
| 0.7 | 0.9 | 0.95 | 0.98 |
| 2,0 | 6,3 | 12,7 | 31,8 | |
| 1,34 | 2,9 | 4,3 | 7,0 | |
| 1,3 | 2,4 | 3,2 | 4,5 | |
| 1,25 | 2,1 | 2,8 | 3,7 | |
| 1,2 | 2,0 | 2,6 | 3,4 | |
| 1,16 | 1,94 | 2,5 | 3,1 | |
| 1,12 | 1,9 | 2,4 | 3,0 | |
| 1,1 | 1,85 | 2,3 | 2,9 | |
| 1,08 | 1,8 | 2,26 | 2,8 |
Приложение 2.
Образец отчёта
ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА ФИЗИКИ
ОТЧЕТ
По лабораторной работе № 8
