После каждого измерения протирайте призмы салфеткой.

Таблица

Результаты измерений			Результаты расчетов
Концентрация раствора N, %		n	N х, %	σ N, %	А	В
Вода	0
Глицерин	5
	10
	20
	х

 

 

По окончании измерений промойте призмы водой, протрите салфеткой и оставьте камеру открытой для высыхания.

4. 2. Выполнение вычислений и оформление результатов

Расчеты по результатам измерений выполняет компьютер:

· Строится график зависимости концентрации раствора от его показателя преломления N = f (n). · По полученным коэффициентам А и В линейной зависимости (5), аппроксимирующей экспериментальные точки (формулы П.5.и П.6. приложения) строится на графике N = f (n) соответствующая прямая. · Определяется неизвестная концентрация раствора по формуле (2), подстановкой в нее измеренных значений показателя преломления раствора с неизвестной концентрацией и найденных значений коэффициентов А и В. · Погрешность определения концентрации неизвестного раствора σN , рассчитывается по формуле П.7 приложения.

4.2.1. Результаты расчетов занесите в таблицу.

4.2.2. Постройте график зависимости концентрации раствора от его показателя преломления N = f (n).

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1. Что такое абсолютный и относительный показатели преломления?

5.2. Сформулируйте законы преломления и отражения света.

5.3. Что такое предельные углы падения и преломления? В чем состоит и когда наблюдается явление полного внутреннего отражения света?

5.4. В чем суть рефрактометрического анализа?

5.5. Оптическая схема рефрактометра.

5.6. Как производится измерение концентраций с помощью рефрактометра?

 

ЛИТЕРАТУРА

6.1.Лабораторные занятия по физике. Под ред. Гольдина Л. Л. М. Наука, 1983, стр. 400-408.

6. 2. Савельев И. В. Курс общей физики, т.2., М. Наука, 1978, стр. 314 - 318.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Линейная аппроксимация экспериментальных результатов измерений по методу наименьших квадратов

Задача линейной аппроксимации в данной работе состоит в нахождении постоянных А и В таких, чтобы линейная зависимость вида

N = An +В                                                 (П.1)
наилучшим образом описывала результаты измерения показателей преломления n_i эталонных растворов с заданной концентрацией. Это позволяет сделать метод наименьших квадратов.

 Суть его состоит в том, что находят такие А и В, при которых сумма квадратов отклонений экспериментальных данных n_i и N _i от зависимости вида (П.1.) будет минимальна, т. е. находят минимум функции

                                     (П.2)

Для этого надо приравнять нулю частные производные по А и по В.

                 (П.3)

 

                        (П.4)

 

Решая систему уравнений (П. 3.) и (П. 4.), получаем:

 

                                 (П.5)

 

                    (П.6)

Среднее квадратичное отклонение σ _N экспериментальных значений N _i от полученной зависимости вида (П.1.) можно вычислить по следующей формуле:

                            (П 7)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рис. 1. Лабораторный рефрактометр RL -2

 

1-корпус прибора, 2-рефрактометрическая призма в оправе, 3-осветительная призма, 4-шторка осветительной призмы, 5-рукоятка дисперсионного компенсатора, 6-лимб дисперсионного компенсатора, 7-зеркальный осветитель, 8-рукоятка перемещения границы света-тени, 9-окуляр.

 

 

 

Рис. 2. Поле зрения в окуляре RL-2

n _D - шкала показателя преломления

%. - шкала концентрации исследуемого раствора.