2. Устройство и принцип действия кругового

ПОЛЯРИМЕТРА СМ-3

Поляриметр - круговой прибор, предназначенный для измерения угла вращения плоскости поляризации оптически активными прозрачными ани-

зотропными растворами и жидкостями.

Общий вид прибора СМ-3

Рис.2.

1. корпус; 2- кюветное отделение, закрытое крышкой; 3- окуляр с поворотной втулкой наблюдательной головки; 4- тумблер "Сеть" (включение лампы); 5- ручка поворота плоскости поляризации анализатора.

Оптическая схема прибора СМ-3 показана на рис. 3.

Оптическая схема прибора

Рис.3.

1- лампа; 2- светофильтр, 3- конденсор; 4- поляризатор; 5- хроматическая фазовая пластина; 6- защитное стекло; 7- кювета; 8- анализатор; 9- объектив; 10- окуляр.

В поляриметре применён принцип уравнивания яркостей поля зрения, разделённого на части. Разделение поля зрения на части осуществлено введением в оптическую систему поляриметра хроматической фазовой пластинки. Яркости полей сравнения уравнивают вблизи полного затемнения поля зрения. Плоскости поляризации поляризатора и анализатора при равенстве минимальных яркостей полей сравнения составляют угол 86, 5.

Свет от лампы, пройдя через конденсор и поляризатор, одной частью пучка проходит через хроматическую фазовую пластинку, защитное стекло и анализатор, а другой частью пучка - только через защитное стекло, кювету и анализатор.

Вид полей зрения поляриметра см. на рис.4.

Настройка Отсчёт

Рис.4.

Уравнение яркостей полей сравнения производят путём вращения анализатора.

Если между анализатором и поляризатором ввести кювету с оптически активным раствором, то равенство яркостей полей сравнения нарушается. Оно может быть восстановлено поворотом анализатора на угол, равный углу поворота плоскости поляризации раствором.

Следовательно, разностью двух отсчётов, соответствующих равенству яркостей полей сравнения с оптически активным раствором и без него, определяется угол вращения плоскости поляризации данным раствором.

По углу вращения плоскости поляризации возможно определение концентрации оптически активных веществ.

3. Вывод рабочей формулы

Пусть масса оптически активного вещества Р и масса растворителя g занимают некоторый объём . Тогда плотность раствора

(2)

Введём концентрацию оптически активного вещества, содержащегося в единице объёма раствора

, кг/м³ (3)

Заполним раствором трубку длиною L. Пусть эта трубка даёт вращение плоскости колебаний на угол . Тогда из формулы (1) получим рабочую формулу:

, (4) где удельное вращение, т.е. угол поворота плоскости поляризации (в градусах) слоя в один метр при концентрации 1 кг/м³ при температуре 20С и для света с длиной волны линии натрия.

Для используемого в работе раствора глюкозы .

Длина прилагаемой к прибору трубки L =(0,200± 0,001) м.

Формула (4) показывает, что концентрация раствора пропорциональна углу поворота плоскости колебаний.