3.2. Описание универсального сахариметра

Универсальный сахариметр, как всякий поляризационный прибор, состоит из двух основных частей: поляризатора и анализатора, представляющих собой призмы Николя (рис.3.6).

Пучок лучей от источника света S проходит через матовое стекло М, предназначенное для рассеивания света. Вместо матового стекла М в оптическую систему может быть введен светофильтр С. Далее световой пучок попадает в поляризатор P и выходит из него плоскополяризованным. После поляризатора свет проходит через полутеневую пластинку П из кварца-стекла, камеру для поляриметрических трубок с растворами сахара Т, кварцевый компенсатор K, анализатор А.

Прибор, как видно из схемы сахариметра, имеет полутеневую пластинку П, которая состоит из двух половинок: стеклянной C и кварцевой K (рис.3.7); АВ - граница раздела стекла и кварца.

Допустим, что на пластинку падает монохроматический свет линейно поляризованный, с плоскостью колебаний РР. Через стеклянную пластинку свет пройдет, не изменив плоскости колебаний, а через кварцевую пластинку выйдет свет с новой плоскостью колебаний Р₁Р₁, т. к. кварц - оптически активное вещество (рис.3.7). Если затем пропустить оба луча через анализатор, у которого плоскость колебаний, например,

перпендикулярнаPP, то луч левой половины поля зрения "С" будет погашен, и поле зрения в этой половине будет темным, тогда как часть света правой половины будет пропущена анализатором, и поле этой половины будет светлым. Если плоскость колебаний анализатора перпендикулярна P₁Р₁, то будет обратное явление. Можно найти среднее положение анализатора, при котором обе половины поля зрения в полутеневом сахариметре будут

одинаково освещены - "нулевая точка". Исследуемая жидкость - раствор сахара - помещается между полутеневой пластинкой из кварца-стекла и анализатором, предварительно установленным на нулевую точку. Угол, на который надо повернуть анализатор, чтобы достигнуть равной освещенности, очевидно, равен углу поворота плоскости колебаний.

Кварцевый компенсатор

Чтобы пользоваться полутеневым сахариметром, вводят приспособление, позволяющее применять белый свет - кварцевый компенсатор. Кварцевый компенсатор K (рис.3.6) состоит из двух клиньев с острыми углами. Клинья сделаны из левовращающего кварца (вращает плоскость поляризации против часовой стрелки). На рис.3.6 К₁ - неподвижный клин, К₂ - подвижный клин. Перемещая К₂ относительно К₁, можно изменить величину левого вращения плоскости поляризации, даваемого клиньями К₁ и К₂. Так как раствор сахара вращает плоскость поляризации вправо (по часовой стрелке), то вращение, полученное от раствора сахара, можно компенсировать левым вращением кварцевого компенсатора при определенной толщине обоих клиньев. При этом компенсация происходит одновременно для всех длин волн, и прибор может освещаться белым светом, т.к. зависимость удельного вращения от длины волны у кварца и сахарных растворов приблизительно одинакова. Описанный сахариметр компенсирует только одно правое вращение, т.е. не пригоден для исследования левовращающих растворов.

Свет от электролампочки S служит также для освещения шкалы Ш и нониуса Н, что достигается при помощи отражательной призмы 1 и защитного стекла 2, рассеивающего свет. Цифры и деления нониуса Н и шкалы Ш рассматриваются в увеличенном виде при помощи лупы Л, состоящей из двух линз. Шкала Ш связана с подвижным кварцевым клином K₂. Таким образом, смещение подвижного кварцевого клина K₂, пропорциональное углу вращения плоскости поляризации, вызванного исследуемым раствором, передается на шкалу Ш и отсчитывается при помощи лупы Л.

В сахариметре применена международная сахарная шкала. 100⁰ этой шкалы соответствуют 34,62⁰ угловым. На рис.3.8 показан внешний вид сахариметра.

Основными частями прибора являются узел измерительной головки 2 и осветительный узел 7, соединенные между собой траверсой 5, на которой укреплена камера 4 для поляриметрических трубок.

С лицевой стороны головки прибора имеется лупа в оправе 1 для отсчета показаний по шкале и зрительная труба 13 поля зрения. С тыльной стороны измерительной головки находится узел нониуса 3 . В нижней части измерительной головки расположена рукоятка 12 для перемещения подвижного кварцевого клина и связанной с ним шкалы.

Осветительный узел имеет передвигающуюся рамку 6, в которой находится стеклянный светофильтр и матовое стекло, патрон с лампочкой 8. Электролампочка подключается через понижающий трансформатор 11 в сеть переменного тока 220в. Прибор установлен на колонке 9, укрепленной в чугунном основании 10.