Определение концентрации оптически активных веществ с помощью поляриметра

Цель работы: Изучить закономерности взаимодействия поляризованного света с веществом, определить концентрацию оптически активного вещества с помощью поляриметра

Для реализации поставленной цели, необходимо:

а) Изучить литературу по теме: «Поляризации света».

б) Ответить на вопросы:

1. Что собой представляет естественный свет с позиции волновой теории?

2. Чем отличается поляризованный свет от естественного?

3. Какие вещества называются оптически активными? Приведите примеры.

4. Какие вещества называются изомерами? Что такое рацемат? Приведите примеры левовращающих и правовращающих веществ с разными свойствами.

4. Из каких основных частей состоит поляриметр? Для чего он применяется?

9. В чем заключается физическая сущность методов поляриметрии (в частности, сахариметрии), для чего они применяются в медицине?

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы же излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом в целом, характеризуется всевозможными равновероятными колебаниями светового вектора (рис.1, а; луч перпендикулярен плоскости рисунка). В данном случае равномерное распределение векторов Е объясняется большим числом атомарных излучателей, а равенство амплитудных значений векторов Е - одинаковой (в среднем) интенсивностью излучения какого из атомов. Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е (и, следовательно, Н) называется естественным.

Рис.1. Естественный (а), частично поляризованный (б) и плоскополяризованный лучи.

Свет, в котором направления колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованным.Так, если в результате каких-либо внешних воздействий появляется преимущественное (но не исключительное!) направление колебаний вектора Е то имеем дело с частично поляризованным светом.Свет, в котором вектор Е (и, следовательно, Н) колеблется только в одном направлении, перпендикулярном лучу, называется плоскополяризованным (линейно поляризованным).

При частичной поляризации используется понятие степени поляризации.

Степенью поляризацииназывается величина:

где Imax и Imin - соответственно максимальная и минимальная интенсивности частичнополяризованного света, пропускаемого анализатором. Для естественного света Imax=Imin и Р=0, для плоскополяризованного Imin=0 и Р=1.