- •Введение по теме 73. Поляризация света
- •Работа n 73.1. Исследование вращения плоскости поляризации света
- •Постановка экспериментальной задачи
- •Задание 1. Определение концентрации сахара в водном растворе
- •Порядок выполнения задания
- •Задание 2. Исследование дисперсии оптического вращения
- •Порядок выполнения задания
- •Содержание отчета
- •Вопросы
- •Работа n 73.2. Экспериментальная проверка закона малюса
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок работы
- •Содержание отчета
- •Вопросы
Порядок выполнения задания
1. Проверить правильность установки источника света на оптической оси прибора по максимальной яркости освещения поля зрения.
2. Настроить окуляр поля зрения и окуляр шкалы так, чтобы четко видеть поле зрения и цифры на шкале.
3. Определить нулевую точку прибора. Для этого поместить в сахариметр кювету, заполненную дистиллированной водой. Вращением головки кремальеры добиться равной освещенности полей зрения вблизи полного затемнения. Проделать такие измерения 3 раза и усреднить.
4. Поместить кювету с раствором сахара между поляризатором и анализатором. Вращая кремальеру, найти положение равной освещенности двух половин поля зрения. Произвести 3 независимых измерения и вычислить среднее.
5. Проделать аналогичные измерения для растворов других сахаров.
6. Полученные значения в градусах Вентцке (V) перевести в значения концентрации соответствующих сахаров, воспользовавшись коэффициентами из таблицы.
Сахара |
Сахароза |
Глюкоза |
Фруктоза |
Лактоза |
k, |
0,26026 |
0,328 |
-0,187 |
0,330 |
ПРИМЕЧАНИЕ. Знак «плюс» перед коэффициентом k означает, что раствор вращает плоскость поляризации по часовой стрелке, знак «минус», что вращение происходит против часовой стрелки.
Задание 2. Исследование дисперсии оптического вращения
Значения [] и [] существенно зависят от длины волны (дисперсия оптического вращения). Вдали от полос поглощения, т.е. в областях спектра, где оптически активная среда прозрачна, [] и [] в первом приближении пропорциональны величине 1/2.
В работе необходимо определить удельные вращения двух растворов и одного кристалла (по формулам (2) и (3) для четырех длин волн.)
|
Рис.6 Рис.7 |
В работе используется полутеневой поляриметр Липпиха (рис.6). Источником света S служит ртутная лампа с линейчатым спектром. Для выделения монохроматического света используется набор светофильтров F. Параллельный пучок от источника проходит через поляризатор, образец и анализатор.
Между поляризатором и исследуемым образцом располагается третья поляризационная призма. Она называется полутеневой призмой Липпиха и перекрывает только половину площади сечения поляризатора. Плоскости колебаний вектора Е, пропускаемые поляризатором П1 и малой призмой П3, располагаются под небольшим углом . Ребро малой призмы (рис.6) составляет угол около 10 с оптической осью прибора. Расположение плоскостей колебаний вектора Е представлено на рис.7. П1 направление колебаний вектора Е после поляризатора, П2 направление колебаний на выходе из призмы Липпиха, А – направление разрешенных анализатором световых колебаний. Если направление разрешенных анализатором световых колебаний (на рис.7. обозначено буквой А) перпендикулярно биссектрисе угла , то обе половины круга, расположенного в поле зрения (видимого в окуляр), освещены одинаково. Именно этому положению анализатора соответствует нулевая точка прибора.
При этом следует обратить внимание на то, что при малых поворотах анализатора в разные стороны от этого положения более темной становится то левая, то правая половина поля зрения.
При значительных отклонениях анализатора от нулевого положения (более 100) обе половины поля зрения становятся яркими и субъективно кажутся равноосвещенными и не изменяющимися при дальнейшем вращении анализатора. В этом случае следует найти такое положение анализатора, при котором обе половины поля зрения освещены одинаково, причем при малом повороте анализатора по часовой стрелке одна половина поля зрения становится темной, а против часовой стрелки другая. Такое положение равной освещенности и является искомым.
При внесении в поляриметр кюветы с исследуемым оптически активным веществом плоскости поляризации П1 и П3 повернутся на один и тот же угол. Этот угол можно определить поворотом анализатора на тот же угол, чему экспериментально будет соответствовать одинаково освещенные половины поля зрения.
Отсчет поворота анализатора осуществляется с помощью лимба и нониуса.
В настоящей работе используется модификация поляриметра Липпиха не с одной, а с двумя малыми призмами П3, расположенными по разные стороны от оптической оси, между которыми имеется небольшой зазор. Это приводит к тому, что поле зрения разбивается не на два, а на три участка. В случае трехпольного поляриметра анализатор должен устанавливаться в положение, при котором три участка поля зрения имеют одинаковую освещенность.