Определение удельного вращения кварца с помощью поляриметра

Поляриметр предназначен для измерения оптической активности твердых и жидких веществ в угловых градусах.

Ввиду того, что глаз более чувствителен к сравнению освещенностей, чем к абсолютному их измерению, поле зрения в поляриметре делится на три равные части (рис 6) с помощью дополнительной тонкой кварцевой пластинки. Опуская подробное описание работы поляриметра, можно отметить, что отсчет угла поворота плоскости колебаний вектора Е оптически активного вещества основан на уравнивании яркости трех частей поля зрения :средней и двух боковых (рис.6).

Работа с поляризатором состоит в следующем. Вращением анализатора устанавливают его в положение, при котором освещенность трех частей поля зрения будут одинаковы (рис.6в). Записывают полученное значение угла φ₀, соответствующее исходному положению анализатора.

З

атем в поляриметр помещают оптически активное вещество. При этом равномерность освещения частей поля зрения нарушается. Дальнейшим поворотом анализатора вторично добиваются равномерной освещенности всего поля зрения и отсчитывают угол поворота φ₁. Искомый угол φ вращения плоскости колебаний находится по разности: φ =φ₁ - φ_0. .

На рис. 7 приведен внешний вид поляриметра. Источником света в поляриметре является лампа накаливания 1. Свет от лампы попадает на барабан 2, в котором имеется четыре светофильтра – красный, оранжевый, зеленый, синий. Пройдя светофильтр, свет попадает на входную головку прибора 3, где находится конденсор, поляризатор и

кварцевая пластинка. Далее свет проходит через соединительную трубу 4 со шторкой, в которое помещается исследуемое вещество. На выходе трубы находится устройство анализатора, которое состоит из неподвижного лимба 5 с градусной шкалой от 0^о до 360^о, двух диаметрально расположенных вращающих нониусов, приводимых во вращение с помощью фрикциона 6, и зрительной трубы с окуляром 7. На зрительной трубе имеется муфта 8, с помощью которой устанавливается резкое видение тройного поля зрения. Шкалу лимба и нониусы можно рассматривать через расположенные перед ними линзы.

Выполнение работы

1. Включить шнур электропитания поляриметра в сеть и вращением барабана

2. установить один из светофильтров, например, оранжевый. Без исследуемого вещества и с закрытой шторкой соединительной трубы 4 перемещением муфты 8 зрительной трубы установить окуляр 7 на резкое изображение разделяющих линий тройного поля. После этого вращением фрикциона 6 (т.е. вращением анализатора) добиться равномерного затемнения (или просветления) тройного поля зрения. По одному из нониусов сделать отсчет по шкале лимба 5 и повторить эти измерения не менее трех раз. Среднее значение данного отсчета φ₀ будем считать "нулевым".

3. В соединительную трубу поместить кварцевую пластинку, которая, как известно, обладает оптической активностью, и закрыть шторку. При этом равенство яркостей частей поля зрения нарушится. Поворотом анализатора необходимо снова установить равномерное затемнение (или просветление) тройного поля зрения и по тому же нониусу сделать отсчет. Этот отсчет также необходимо проделать не менее трех раз определить среднее значение φ₁. Разность между средним конечным и средним "нулевым" значениями равна углу вращения плоскости колебаний плоскополяризованного света исследуемым веществом.

4. Зная толщину кварцевой пластинки, по формуле α·=φ/l определить удельное вращение кварца. Составить таблицу и результаты эксперимента занести в эту таблицу.

В работе определяется удельное вращение двух кварцевых пластин: пластина № 59-1412, l = 0,66 мм; пластина № 59-1372, l = 1,62 мм.