Определение концентрации раствора сахара

с помощью поляриметра (сахариметра)

Основные понятия и определения: понятие естественного и поляризованного света; оптически активные вещества (правовращающие, левовращающие); удельный угол вращения; использование поляризованного света в медицине.

Цель работы: работать с поляриметром; производить расчеты неизвестной концентрации и удельного вращения оптически активных веществ; вычислять погрешности измерений.

 

Краткая теория

 

Световое излучение отдельного атома представляет собой электромагнитную поперечную волну, вектора напряженности электрического и магнитного полей которой изменяются во взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярны направлению распространения волны (рис.1).

 

Рисунок. 1. Колебание векторов и в электромагнитной волне

 

Опытные данные показывают, что при взаимодействии света с веществом главную роль играет электрическая составляющая (вектор ) электромагнитной волны и, поэтому в дальнейшем речь пойдет только об электрической составляющей электромагнитной волны.

 

 

А б в

Рисунок. 2. Виды поляризации света

 

Свет, у которого электрические колебания совершаются все время в одной плоскости, называется поляризованным (рис.2а). Принято плоскость изменений вектора напряженности электрического поля Е, называть плоскостью поляризации поляризованного света. Всякий реальный источник света состоит из множества атомов, испускающих световые волны со всевозможными ориентациями плоскости колебаний. Такой свет является неполяризованным и называется естественным (рис.2б).

Если у светового луча амплитудные значения вектора оказываются неодинаковыми (рис.2в) для различных плоскостей колебания, такой свет называют частично поляризованным. Естественный свет можно поляризовать, т.е. превратить его в поляризованный свет.

Если выбрать две взаимно перпендикулярные плоскости, проходящие через луч естественного света, и спроецировать векторы на эти плоскости, то в среднем эти проекции будут одинаковыми. Поэтому луч естественного света удобно изображать как прямую, на которой расположено одинаковое количество тех и других проекций в виде стрелочек (↕) и точек (∙).

Для изображения естественного и различных видов поляризованного света приняты следующие обозначения (рис. 3):

 

частично поляризованный свет

естественный свет

полностью поляризованный свет

 

Рисунок.3. Изображение естественного и различных видов поляризованного света (соотношения ↨ и ∙ указывает на степень поляризации света)