Заняття №26 (лабораторне) вивчення роботи поляриметра (сахариметра)

Актуальність теми: в результаті вивчення теми студенти засвоюють ряд термінів, понять, закономірностей і законів, які необхідні для розуміння фізичних основ поляриметрії і спектрополяриметрії, що широко використовуються для визначення складу і структури біологічних об’єктів.

Мета: в результаті проведення заняття студенти повинні: знати основні закономірності поляризації світла та оптичної активності речовин; вміти визначати концентрацію оптично активної речовини в розчині за допомогою поляриметра (сахариметра).

Питання, рекомендовані для повторення

1. Хвильова природа світла.

2. Основні характеристики електромагнітних хвиль.

Основні питання теми заняття

1. Світло природне і поляризоване.

2. Поляризація світла при відбиванні. Закон Брюстера.

3. Поляризація світла при подвійному променезаломленні.

4. Поляризаційні прилади. Закон Малюса.

5. Оптично активні речовини.

6. Дисперсія оптичної активності. Закон Біо.

7. Поляриметрія і спектрополяриметрія.

8. Призначення, будова і принцип дії поляриметра (сахариметра).

9. Поляризаційний мікроскоп.

Література

1. Конспект лекцій.

2. Чалий О.В. Медична та біологічна фізика: підручник для студ. вищих мед. (фарм.) навч. заклад. – Вінниця: Нова книга, 2013. – 528 c.

3. Біофізика. Фізичні методи аналізу та метрологія: підручник / Е.І. Личковський, В.О. Тіманюк, О.В. Чалий [та ін.]; за ред. Е.І. Личковського, В.О. Тіманюка. – Вінниця: Нова книга, 2014. – 464 с.

4. Личковський Е.І. Медична та біологічна фізика. Лабораторний практикум: посібник. – К.: Знання, 2012. – 415 с.

5. Булавін Л.А., Гречко Л.Г., Чалий О.В.. Медична фізика. Підручник. Том 1. – К.: ВПЦ “Київський університет”, 2011. – 482 с.

6. Булавін Л.А., Актан О.Ю., Забашта Ю.Ф., Свечнікова О.С., Сенчуров С.П. Медична фізика. Підручник. Том 2. – К.: ВПЦ “Київський університет”, 2011. – 326 с

7. Літнарович Р.М. Біофізика. Медична фізика, теоретична і прикладна фізика. Рівне: МЕГУ, 2011. – 208 с.

8. Лопушанський Я.Й. Збірник задач i запитань з медичної i біологічної фізики: навчальний посібник. – Вінниця: Нова Книга, 2010. – 584 с.

9. Лабораторні і медичні прилади та апарати. – Івано-Франківськ, 2011. – 54 c.

Інструкція до проведення лабораторної роботи

Завдання. 1. Оволодіти навичками роботи з поляриметром СУ–3. 2. Визначити концентрацію водного розчину глюкози за допомогою поляриметра.

Методика проведення роботи

Кут повороту φ площини поляризації розчином оптично активної речовини залежить від концентрації С оптично активної речовини в розчині і довжини шляху , який проходить світло в розчині (довжини кювети з розчином):

. (1)

Коефіцієнт пропорційності φ₀, який носить назву питомого кута повороту, залежить від хімічної природи оптично активної речовини. На використанні співвідношення (1) і заснований метод поляриметрії. З (1) випливає:

. (2)

У даній роботі для визначення кута повороту площини поляризації розчином глюкози використовується універсальний сахариметр СУ–3. Сахариметр проградуйований у градусах міжнародної шкали °S, що зв’язані з кутовими градусами співвідношенням: 1°S = 0,346°.

Тоді маємо: . (3)

З огляду на те, що питомий кут повороту глюкози дорівнює

,

одержимо:

. (4)

Згідно інструкції до приладу, кут повороту площини поляризації розчином оптично активної речовини, що знаходиться в кюветі, у градусах міжнародної шкали дорівнює:

, (5)

де – показання приладу у відсутності кювети;

– показання приладу з вкладеною кюветою, що містить досліджуваний розчин.

Після підстановки (5) у (4) остаточно одержуємо:

. (6)