- •Общая физика оптика
- •Работа 1. Измерение длины световой волны с помощью бипризмы френеля Общие сведения
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Работа2. Исследование зависимости коэффициента поглощения жидкости от длины волны Общие сведения
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Работа3. Определение показателя преломления воздуха интерферометром жамена Общие сведения
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Работа4. Определение длины световой волны с помощью прозрачной дифракционной решетки Общие сведения
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Работа5. Измерение разрешающей способности объектиВа Общие сведения
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Работа6. Исследование поляризованного света Общие сведения
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Работа7. Определение концентрации сахарного раствора сахариметром Общие сведения
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Работа8. Изучение преломления света призмой. Изучение дисперсии света Общие сведения
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Рекомендательный библиографический список
- •Содержание
Работа7. Определение концентрации сахарного раствора сахариметром Общие сведения
Видимый свет, как известно, представляет собой электромагнитные волны с длинами волн от 410-7 до 710-7 м. В электромагнитной волне векторы напряженности электрического поля и магнитного полявзаимно перпендикулярны и одновременно перпендикулярны направлению распространения волны. Волныс такими свойствами называют поперечными.
Плоскость, проведенную через направления векторов напряженности электрического поля и световой луч, называют плоскостью колебаний электрического вектора.
Если для некоторого пучка света плоскость колебаний электрического вектора не изменяет своего положения в пространстве, то такой свет называют линейно- или плоскополяризованным.
Для получения линейно-поляризованного света используют специальные призмы, изготовленные из исландского шпата, и эти призмы называют поляризаторами. Аналогичные по устройству призмы, используемые для анализа поляризованного света, называют анализаторами.
Ряд веществ обладает способностью поворачивать плоскость колебаний вектора Епроходящего через них светового луча. Это явление называется оптической активностью. К оптически активным веществам относятся некоторые кристаллы и растворы (например, кварц и раствор сахара в дистиллированной воде).
Вращение плоскости поляризации объясняется особым расположением атомов в пределах молекулы оптически активного вещества.
Если между скрещенными поляризатором и анализатором поместить оптически активное вещество, то плоскость поляризации света, вышедшего из поляризатора, повернется вокруг светового луча на некоторый угол, и анализатор пропустит свет. Чтобы вновь погасить свет, необходимо повернуть анализатор на угол , равный углу вращения плоскости поляризации. Угол поворота плоскости поляризациипри прохождении поляризованного света через кристалл пропорционален толщине активного слоя. Для активного раствора угол поворота пропорционален длине пути луча в растворе и концентрации растворас. Таким образом, для кристалла и раствора соответственно
‚
‚
гдеρ′ и ρ″ –удельное вращение соответственно для кристалла и раствора.
Удельное вращение для раствора ρ″ численно равно углу поворота плоскости поляризации при длине пути в 1 м и единичной концентрации активного раствора. Удельное вращение зависит от рода активного вещества и длины волны проходящего света.
Описание экспериментальной установки
Концентрация раствора сахара определяется прибором, который называется сахариметром. Его основными частями являются поляризатор и анализатор, между которыми помещается трубка с раствором сахара.
При прохождении через анализатор обоих лучей правая и левая половины поля зрения освещены одинаково только в том случае, если плоскость поляризации анализатора составляет одинаковые углы с плоскостями поляризации обоих лучей. Последнему условию удовлетворяет плоскость ОС(рис.2, а).Если на пути луча, вышедшего из поляризатора, поместить трубку с раствором сахара, то плоскости поляризацииР1иР2повернутся на некоторый угол (рис.2,б), и освещенности правого и левого поля зрения будут различными. Для уравнивания освещенности полей в сахариметре имеется компенсирующий кварцевый клин, вращающий плоскость поляризации в сторону, обратную той, в которую вращает ее раствор сахара. Двигая клин, можно подобрать толщину кварца, при которой вращение, вызванное раствором, полностью компенсируется.
Оптическая схема сахариметра (рис.3) следующая: свет от источника 1 проходит через светофильтр 2, выделяющий узкую спектральную область. За светофильтром расположены поляризатор 3, трубка с раствором сахара 4, кварцевый клин 5 и анализатор 6.