Определение концентрации растворов с помощью кругового поляриметра, страница 4

Оба луча, обыкновенный и необыкновенный, полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Плоскость колебаний  необыкновенного луча совпадает с главным сечением кристалла, а плоскость колебаний  обыкновенного луча перпендикулярна к нему.

Для получения плоскополяризованного света достаточно удалить один из лучей, образовавшихся при двойном лучепреломлении. Это достигается различными способами.

1.4 Прохождение поляризованного света через вещества

При прохождении линейно-поляризованного света через некоторые вещества плоскость поляризации световых лучей поворачивается. Это явление называется вращением плоскости поляризации. Вещества, вращающие плоскость поляризации, называются оптически активными.

Оптическая активность вещества обуславливается двумя факторами:

1. особенностями кристаллической решетки вещества;

2. особенностями строения молекул вещества.

В зависимости от этих факторов оптически активные вещества разделяются на два типа. К первому относятся твердые кристаллы, например, кварц SiO₂. Вещества второго типа проявляют активность только в растворенном или газообразном состоянии. К этой категории относятся органические вещества: глюкоза, винная кислота и др.

Плоскость поляризации вышедшего луча оказывается повернутой на некоторый угол, называемый углом поворота плоскости поляризации.

Некоторые оптически активные вещества поворачивают плоскость поляризации вправо, т.е. по часовой стрелке, если смотреть навстречу (правовращающие вещества), другие - влево (левовращающие вещества). 

Угол поворота плоскости поляризации зависит прямопропорционально от длины пути луча «е» в растворе, концентрации раствора «с» и индивидуальных свойств веществ, характеризующихся величиной, называемой удельным вращением «a».

                                                                                                              (3)

Удельное вращение зависит от длины волны света, рода растворителя, температуры раствора. С увеличением длины волны a₀ уменьшается, с увеличением температуры – увеличивается.

Обычное удельное вращение относится к температуре 20°С и жел­той линии натрия l₀ и обозначают . 

 Удельное вращение плоскости поляризации численно равно углу поворота плоскости поляризации при длине пути в 1м и объемной концентрации данного оптически активного вещества, равной 1кг/м³.

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

2.1 Описание прибора и принципа его действия

Поляриметр круговой СМ предназначен для измерения углов вращения плоскости поляризации света оптически активными веществами.

Оптическая схема поляриметра типа СМ изображена на рис.8.

Рис.8. Оптическая схема поляриметра

Свет от источника 1 (матовая электрическая лампочка) проходит последовательно через цветной светофильтр 2, поляриза­тор 3, диафрагму плоскопараллельной кварцевой пластинкой 4, поляриметрическую трубку 5, анализатор 6, зрительную трубку и попадает в глаз наблюдателя 9.

Анализатор можно вращать относительно оси прибора с помощью специального фрикциона 2. Вместе с анализатором вращается зритель­ная труба и диск 7. Благодаря двум нониусам, которые нанесены на диск, можно отсчитывать по лимбу 10 углы поворота анализатора от 0 до 369⁰ с точностью до 0,05. Поляризатор 3 установлен неподвижно.

Пучок света, прошедший через поляризатор, оказывается поляризо­ванным линейно. Вектор напряженности электрического поля  совершает колебания в плоскости главного сечения поляризации. На рис.9 это плоскость РР, плоскость главного сечения анализатора АА, счет идет из-за плоскости чертежа к наблюдателю. Стрелки указывают направление колебаний вектора .