Определение концентрации раствора сахара при помощи поляриметра
Цель работы: 1) рассмотреть процесс распространения линейно поляризованного света в оптически активных веществах; 2) определить концентрацию растворов сахара. Оборудование: сахариметр, набор трубок с растворами сахара разной концентрации. Теоретическая часть Свет – это электромагнитные волны определенного диапазона длин волн. Электромагнитные волны поперечны: векторы напряженностей электрического Свет, который можно представить как совокупность световых векторов Свет, в котором направления колебаний светового вектора каким- либо образом упорядочены, называется поляризованным. Свет, в котором вектор Плоскость, в которой колеблется световой вектор Различают свет поляризованный в плоскости, по кругу, по эллипсу или частично поляризованный. Линейно поляризованный свет можно получить из естественного с помощью приборов, называемых поляризаторами. Устройство, позволяющее анализировать свет, вышедший из поляризатора, называется анализатором. Поляризатор и анализаторвзаимозаменяемы. В качестве поляризатора и анализатора могут быть использованы поляроидные пленки, призмы Николя (николи) или другие устройства. Плоскость, проходящая через поляризатор (анализатор) и в которой колеблется световой вектор Если на скрещенные поляризатор и анализатор направить естественный свет, то из анализатора выходит доля света, согласно закону Малюса, пропорциональная квадрату косинуса угла между главными сечениями поляризатора и анализатора (см. рис. 1):
где
Оптически активными называются вещества, способные поворачивать плоскость поляризации света при прохождении его через такие вещества, как камфора, никотин, сахар, кварц и другие,
Рис. 1 имеющие асимметричное строение молекул. Вращение плоскости поляризации было объяснено Френелем. Он предложил вектор
Рис. 2 В оптически активных веществах, благодаря особенности их структуры, угловые скорости вращения векторов
где Закономерность (2) используется в двух случаях. 1. По известным
2. По известным раствора оптически активного вещества
Между скрещенными поляризатором и анализатором (николями) помещают трубку с раствором оптически активного вещества (сахара). Поле зрения между николями, «поставленными
г Рис. 3
г Рис. 4 на темноту», просветляется. Чтобы добиться полного гашения света, нужно анализатор повернуть вокруг луча на угол Этот метод позволяет с достаточно большой точностью определять концентрации растворов оптически активных веществ, хорошо растворимых в воде, и широко используется в пищевой промышленности, медицине, криминалистике.
|
и магнитного 
полей волны взаимно перпендикулярны и колеблются синфазно перпендикулярно вектору скорости 
распространения волны (перпендикулярно лучу). Эмпирически установлено, что физиологическое, фотоэлектрическое и другие действия света вызываются колебаниями вектора напряженности электрического поля 
, который называется в оптике световым вектором.
, (1)
– интенсивность естественного света; 
– интенсивность поляризованного света (
, в силу двойного лучепреломления или явления дихроизма), 
– интенсивность света, прошедшего анализатор (рис. 1). Из закона Малюса следует, что если 
, то 
, т. е. поляризатор и анализатор скрещены или «поставлены на темноту», а если 
, то 
- поляризатор и анализатор параллельны или «поставлены на свет», таким образом:
, а 
.
и 
с левым и правым вращением. В обычных средах угловая скорость вращения векторов 
, (2)
- удельное вращение раствора, зависящее от природы оптически активного вещества и растворителя, длины волны света и температуры; 
- длина хода луча в веществе; 
- концентрация раствора оптически активного вещества.
, 
и 
определяют удельное вращение раствора
(3)
, 
определяют концентрацию
(4)
, равный углу вращения плоскости поляризации. Когда поле зрения окуляра равномерно затемнено рис. 3в (или рис. 4в), измеряем угол 
