Töö nr. 22 OT: FARADAY EFEKT Töö eesmärk: Töövahendid: Uuritava aine Verdet konstandi Poolvarju polarimeeter, mähisega toru koos määramine. uuritava ainega, alaldi, ampermeeter, ümberlüliti, ühendusjuhtmed. Skeem Esialgne nullasend φ ' 0 Uuritava ainekihi paksus l Voolutugevus Keerdude arv mähises N Mähise pikkus l Magnetvälja tugevus H Katse number φ0 φ1 φ2 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. φ´0 =¿ ......... φ´1=¿ ......... φ´2=¿ .........
Esialgne nullasend ϕ '0 0 Uuritava ainekihi paksus l 0,19m Voolutugevus I 1,47A Keerdude arv mähises N 1000 Mähise pikkus l 0,19m Magnetvälja tugevus H 7736,842 A/m
m 330 s λ= =u . 20,6 m 16 Difusioon Mõisted: aine mass, mis kandub aja t jooksul risti läbi pinna suurusega S – m, difusiooni tegur ( m 2 /s ) D, kontsentratsioon punktis A n1, kontsentratsioon punktis B n2, vahemaa A ja B vahel l n1−n2 Edasikantud aine mass: m=D S⋅t l Soojusjuhtivus Mõisted: soojushulk, mis kandub aja t jooksul risti läbi pinna suurusega S – Q, ainekihi paksus l, temperatuur ainekihi erinevates osades T1 ja T2 T 1−T 2 Ülekantav soojushulk: Q=k S ⋅t l Sisehõõre Mõisted: impulss, mis kandub aja t jooksul risti läbi pinna suurusega S, mis eraldab kahte teineteisest kaugusel l olevat ainekihti p, ainekihtide kiirused v1 ja v2, sisehõõrdetegur, mis oleneb ainest η v 1 −v 2 Sisehõõre e
6 uuritava vedelikuga täidetud toru 7 analüsaator 8 pikksilm Töö teoreetilised alused Mitmetel kristallidel ja lahustel on omadus pöörata neid läbiva lineaarselt poleriseeritud valguse polerisatsioonitasandit. Niisugused aineid nimetatakse optiliselt aktiivseteks. sEllisteks on näiteks kvartsikristallid ,suhkru,kampri,nikotiini lahused. Optiliselt aktiivset ainet läbinudvalguse polerisatsioonitasandi pöördenurk sõltub ainest ,ainekihi paksusest l , temperatuurist t ,valguse lainepikkusest ja lahuste korral ka masskontsentratsioonist c. Osutub ,et antud temeratuuri ja lainepikkuse korral on valguse polerisatsioonitasandi pöördenurk lahustes võrdeline lahusekihi paksusega ja lahustunud optiliselt aktiivse aine kontsentratsiooniga: = []t l c Suurust []t nimetatakse optiliselt aktiivse aine eripööranguks. Ta näitab kui suure nurga
Skaala vähima jaotise väärtus Nooniuse täpsus Katse nr. 0 1 Töö teoreetilised alused Mitmetel kristallidel ja lahustel on omadus pöörata neid läbiva lineaarselt poleriseeritud valguse polerisatsioonitasandit. Niisugused aineid nimetatakse optiliselt aktiivseteks. sEllisteks on näiteks kvartsikristallid ,suhkru,kampri,nikotiini lahused. Optiliselt aktiivset ainet läbinudvalguse polerisatsioonitasandi pöördenurk sõltub ainest ,ainekihi paksusest l , temperatuurist t ,valguse lainepikkusest ja lahuste korral ka masskontsentratsioonist c. Osutub ,et antud temeratuuri ja lainepikkuse korral on valguse polerisatsioonitasandi pöördenurk lahustes võrdeline lahusekihi paksusega ja lahustunud optiliselt aktiivse aine kontsentratsiooniga: = []t l c Suurust []t nimetatakse optiliselt aktiivse aine eripööranguks. Ta näitab kui suure nurga võrra pöördub polerisatsioonitasand ,kui valgus läbib ühikulise
Seda võimaldab suhkru ja tema lagunemisproduktide optiline aktiivsus. Sahharoos pöörab polarisatsioonitasandit paremale (eripööre [eri] = 66,550), tema inversiooniproduktide segu aga vasakule, kuna glükoos pöörab paremale (eripööre [eri] = 52,50), fruktoos aga vasakule ([eri] = -91,90). Eripöörde mõiste: Optiliselt aktiivset ainet läbinud valguse polarisatsioonitasandi pöördenurk sõltub ainest, ainekihi paksusest l , valguse lainepikkusest , temperatuurist t ja lahuste korral ka kontsentratsioonist c . Osutub, et antud temperatuuri ja lainepikkuse korral on valguse polarisatsioonitasandi pöördenurk lahustes võrdeline lahusekihi paksusega ja optiliselt aktiivse aine kontsentratsiooniga lahuses: Suurust nimetatakse optiliselt aktiivse aine eripööranguks. Ta näitab, kui suure nurga võrra pöördub polarisatsioonitasand, kui valgus lainepikkusega läbib ühikulise kontsentratsiooniga ja
Leiutis oli tähelepanuväärne kahel põhjusel. Esiteks on Faraday seadusel põhjapanev tähtsus, et me mõistaksime elektromagnetismi. Teiseks saab elektromagneetilist induktsiooni kasutada alalise elektrivoolu genereerimiseks. Faraday efekt on aines piki magnetvälja leviva lineaarselt polariseeritud valguse võnketasandi pöördumine. Pöördenurk on võrdeline magnetvälja tugevusega ja valguse läbitud ainekihi paksusega; võrdetegur (Verdet’ konstant) sõltub aine omadustest, temperatuurist ja valguse võnkesagedusest. Faraday avastas efekti 1845. aastal. Faraday arv ehk Faraday konstant on füüsikas ja keemias kasutatav konstantne arv, mis näitab ühe mooli elektronide elektrilaengu absoluutväärtust. Faraday konstandi väärtus on 96 485,3415 C/mol (teistel andmetel 96 485,3383 C/mol). Faraday arv saadakse Avogadro arvu korrutamisel elektroni laenguga.
Neid osakesi hakati nimetama elektronideks. Aastal 1898 näitas Wilhelm Wien, et peavad eksisteerima ka positiivse elektrilaenguga osakesed. Neid hakati nimetama prootoniteks. Pommitades aatomeid radioaktiivsetest ainetest pärinevate osakestega, leidis Ernest Rutherford, et alfaosakesed tungivad aatomi sisemusse ning aatomisisesed jõud kallutavad neid kõrvale. Ta mõõtis alfakiirguse kõrvalekaldumist õhukese ainekihi läbimisel ning jõudis 1911 järeldusele, et aatomid peavad koosnema raskest positiivse elektrilaenguga tuumast, mida ümbritsevad kerged negatiivse elektrilaenguga elektronid (ainsad tollal tuntud negatiivse elektrilaengu kandjad), mis tiirlevad ümber tuuma sellest suhteliselt väga kaugel. Nõnda meenutab aatom Päikesesüsteemi: aatomituum vastab Päikesele ja elektronid planeetidele. Aatomit hoiab koos elektriline külgetõmbejõud. See nn Rutherfordi
osast madalama temperatuuriga ossa. Soojusjuhtivus esineb siis, kui ruumi eri osades on ainel erinev temperatuur. T - T2 Edasikandunud soojushulka saab leida seosest 1 Q= S t , kus Q l on soojushulk, mis kandub aja t jooksul risti läbi pinna suurusega S, kusjuures l on ainekihi paksus ning T1 ja T2 on temperatuurid ainekihi erinevates otstes. 7 Suurus on soojusjuhtivustegur, mille väärtus on erinevatel ainetel erinev. · Sisehõõre seisneb molekulide impulsside ülekandumises , mille tulemusena aeglasemad ainekihid pidurdavad kiiremate liikumist ja vastupidi, kiiremad sunnivad aeglasemaid kiiremini liikuma. Sisehõõre esineb siis, kui aine voolab
energiat. Nii kandub kõrgem temperatuur madalama temperatuuriga alasse . T1 -T2 Edasikandunud soojushulka saab leida seosest Q = S t , kus Q on l soojushulk, mis kandub aja t jooksul risti läbi pinna suurusega S, kusjuures l on ainekihi paksus ning T1 ja T2 on temperatuurid ainekihi erinevates otstes. Suurus on soojusjuhtivustegur, mille väärtus on erinevatel ainetel erinev. 41 · Sisehõõre on nähtus, mille tulemusena aeglasemad ainekihid pidurdavad kiiremate liikumist ja vastupidi, kiiremad sunnivad aeglasemaid kiiremini liikuma. Sisehõõre esineb siis, kui aine voolab kihiti ja kihtide liikumiskiirused muutuvad kihist kihti.
annaabi.ee 
