Физика \ Физика

Применение поляризованного света для определения концентрации сахара в растворе, страница 2

Если в сахариметр со скрещенным поляризатором и анализатором внести трубку с раствором сахара, то интенсивность прошедшего света станет отличной от нуля (поле зрения окуляра “просветлится”), т.е. вследствие поворота плоскости поляризации раствором сахара на угол j (1), угол между плоскостью поляризации падающего на анализатор света и плоскостью поляризации анализатора станет отличным от 90°. Повернув анализатор на угол a=j, можно восстановить полную темноту в поле зрения окуляра и таким образом измерить угол поворота плоскости поляризации света.

При установке поля зрения на темноту возможны большие ошибки в определении угла поворота анализатора. Поэтому в современных приборах применяют более чувствительное устройство, называемое полутеневым, использующее способность глаза с хорошей точностью устанавливать одинаковость двух соседних полей по их яркости. Полутеневое устройство можно изготовить из двух склеенных вместе полукруглых пластин оптически активного вещества – кварца, вырезанных перпендикулярно главной оптической оси кристалла. Одна половина изготовлена из правовращающего, а другая – из левовращающего кварца. Введение такого устройства (его называют бикварц) между поляризатором и трубкой с раствором сахара приводит к тому, что поле зрения окуляра оказывается разделенным пополам (рис.4 а, в) на темную и светлые части. Это происходит потому, что плоскости поляризации света, прошедшего через левую правую половины бикварца, повернутся вправо и влево на некоторый небольшой угол по отношению к плоскости поляризации света, падающего на анализатор. Скрещенному положению поляризатора и анализатора в таком устройстве соответствует установка поля зрения окуляра на полутень (рис.4 б), когда обе половины поля равны по яркости.

а б в Рисунок 4

Порядок выполнения работы

1.Включить осветитель сахариметра, убедиться, что трубка с раствором сахара удалена из сахариметра, и закрыть крышкой гнездо для трубки, чтобы постоянный свет не попадал в прибор.

2.Перемещением муфт окуляров добиться четкой видимости шкалы в верхнем (1) окуляре и двух частей поля зрения в нижнем (2) окуляре.

3.Наблюдая в нижний окуляр и вращая винт анализатора, добиться положения “полутени” в поле зрения окуляра. Это положение найдется между положениями, соответствующими рис.4 а, в, т.е. соответствует рис.4 б.

4.По шкале с нониусом в верхнем окуляре с точностью до 0,1° (цена деления нониуса) отсчитать значение угла a1, соответствующее положению скрещенных Николя (угол отсчитывается по нижней шкале, указателем отсчета служит “0” верхней, нониусной шкалы). Если прибор хорошо юстирован, то измеренное значение в отсутствии трубки с раствором близко к “0”.

Установку на полутень провести трижды, и значения углов занести в таблицу 6.

Таблица 6

№ опыта	a1°	∆a1°	a2°	∆a2°	a3°	∆a3°
1
2
3
Среднее

5.Вставить в прибор трубку с раствором сахара известной концентрации Со (предварительно убедиться, что в трубке нет пузырьков воздуха). Значение Со, % дает преподаватель или лаборант.

6.Наблюдая в окуляр и вращая винт анализатора, найти положение полутени и по шкале 1 окуляра сделать отсчет a2. Результаты занести в таблицу.

7.Вычислить и занести в таблицу среднее значение и . Вычислить разность