Wrocław, dn. 24.11.94
Karolina Wnuk
LABORATORIUM FIZYKI OGÓLNEJ
SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 89
TEMAT: BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ.
1. OPIS TEORETYCZNY.
W 1845 r. Michael Faraday zaobserwował, że płaszczyzna polaryzacji światła, które przechodzi przez próbkę szkła typu flint, umieszczoną w polu magnetycznym, ulega skręceniu. Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji a jest proporcjonalny do indukcji magnetycznej B i do drogi światła w polu magnetycznym d :
a = V B d
gdzie V - stała Verdeta.
Powyższy wzór jest słuszny w przypadku, gdy światło biegnie w kierunku równoległym do wektora indukcji B.
Zjawisko skręcenia płaszczyzny polaryzacji w polu magnetycznym nazywamy zjawiskiem Faradaya albo sztuczną (wymuszoną) aktywnością optyczną. Zjawisko Faradaya występuje w ciałach stałych, cieczach i gazach. Zwykle wartość stałej Verdeta jest niewielka. Dużą wartość stałej V mają substancje o dużej dyspersji, np. niektóre gatunki szkieł i niektóre ciecze. Bardzo duże skręcenie płaszczyzny polaryzacji obserwuje się w cienkich warstwach metali ferromagnetycznych.
Różne substancje skręcają płaszczyznę polaryzacji w różnym kierunku. Substancjami prawoskrętnymi nazywamy te substancje, które skręcają płaszczyznę polaryzacji zgodnie z ruchem wskazówek zegara w stosunku do obserwatora, patrzącego wzdłuż wektora B w kierunku źródła światła. Natomiast substancje, które skręcają płaszczyznę polaryzacji w kierunku przeciwnym, nazywamy substancjami lewoskrętnymi. Gdy więc światło przechodzi przez ośrodek dwukrotnie, kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji podwaja się. Cecha ta odróżnia zjawisko Faradaya od naturalnej aktywności optycznej.
2. PRZEBIEG ĆWICZENIA.
· Wyznaczanie stałej Verdeta dla dwóch próbek ze szkła SF - 3 i SF - 10
· Wyznaczanie stosunku e/m elektronu.
3. UKŁAD POMIAROWY.
DANE UKŁADU POMIAROWEGO
Próbka
SF - 3
SF - 10
Długość fali świetlnej
l
589.3 nm
Liczba zwojów
N
1230
Długość solenoidu
197 mm
Długość próbki
d
154.8 mm
155.5 mm
4. TABELE POMIAROWE I OBLICZENIA.
POMIAR KĄTA SKRĘCENIA PŁASZCZYZNY POLARYZACJI
PRZY ODŁĄCZONYM ZASILACZU
PRÓBKA SF - 3
PRÓBKA SF - 10
L.p
a
Da
°
1
176.20
0.10
179.20
2
176.30
0.00
179.30
3
176.40
0.20
4
179.50
5
Wartości
średnie
179.03
PO DOŁĄCZENIU ZASILACZA
I
a' (+)
a-a' (+)
a' (-)
a-a' (-)
[A]
[rad]
pat807