Система поляризатор – анализатор

Устройство, позволяющее получать поляризованный свет из естественного, называется поляризатором. Для анализа поляризованного света можно использовать вторую призму Николя (в этом случае ее называют анализатором). Интенсивность луча света, вышедшего из призмы–анализатора будет определяться по закону Малюса:

I = I0 cos^2 ,

где I₀ – интенсивность падающего луча, φ – угол между плоскостью главного сечения поляризатора и плоскостью главного сечения анализатора, I – интенсивность луча, вышедшего из системы поляризатор–анализатор.

Если поляризатор и анализатор расположены так, что их главные плоскости взаимно перпендикулярны, то свет не проходит через систему поляризатор–анализатор. На выходе этой системы свет появится, если повернуть одну из призм или между поляризатором и анализатором поместить оптически активное вещество, которое повернет плоскость поляризации света.

Вращение плоскости поляризации света

В вакууме распространение света не зависит от его поляризации. Световая волна в вакууме сохраняет свое состояние поляризации неограниченное время.

При распространении света в веществе может наблюдаться изменение характера поляризации, скорости распространения, коэффициента поглощения, вращения плоскости поляризации и др. Вещества, способные менять пространственное расположение плоскости поляризации света, называются оптически активными.

Этим свойством обладают: водный раствор сахара, винная кислота, нефть, терпентин, кварц и др.

Угол поворота плоскости поляризации раствором оптически активного вещества пропорционален концентрации раствора и зависит от длины пути луча в растворе согласно формуле:

 = [0]D  C  L,

где [₀]_D – удельное вращение, определенное по желтой линии натрия, С – концентрация раствора, L – длина трубки с раствором,  – угол поворота плоскости поляризации луча раствором.

Удельным вращением называется угол поворота плоскости поляризации монохроматического желтого света пламени натрия раствором, содержащим 1г вещества в 1 см³, при длине трубки равной 1 дм.

Применение поляризованного света

На поляризованном свете основано действие приборов, используемых в медицине для определения концентрации оптически активных веществ, для изучения биохимических реакций, строения молекул и т. д.

С этой целью применяют:

– поляриметры – приборы, основанные на измерении угла поворота плоскости поляризации света при его прохождении через раствор (В клинической практике с помощью поляриметров определяют содержание сахара в моче больных диабетом. При этом заболевании в моче содержится виноградный сахар, для которого удельное вращение [₀]_D = 52,8);

– сахариметры – приборы, аналогичные поляриметрам, но со шкалой, показывающей процентное содержание сахара в растворе;

– спектрополяриметры – приборы, позволяющие измерять не только концентрацию, но и удельное вращение.

При различных светофильтрах можно исследовать зависимость удельного вращения от длины волны света.