Принцип работы полутеневого поляриметра.

 

 

Рис.5. Оптическая схема полутеневого поляриметра:

1 - источник света; 2 - конденсор; 3 - светофильтр; 4 - поляризатор;
5 – кварцево-стеклянная пластинка (вид сверху); 6 - кювета с исследуемым веществом; 7 - анализатор; 8 - зрительная труба;

 

Вращение плоскости поляризации в данной работе измеряется с помощью полутеневого поляриметра, оптическая схема которого приведена на Рис. 5.

Свет от источника 1 через конденсор 2 и светофильтр 3 поступает на поляризатор 4 в виде параллельного квазимонохроматического пучка. После поляризатора линейно поляризованный свет проходит через кварцево-
стеклянную пластинку, причем половина пучка проходит через кварц, другая половина через стекло.

Кварц является оптически активным веществом, поэтому в той части пучка, которая прошла через кварцевую пластинку, плоскость поляризации повернется на небольшой угол α по отношению к плоскости поляризации первой половины пучка (вектора напряженности Е₁ и Е₂). Проходя через кювету с оптически активным веществом, обе части пучка повернутся на некоторый одинаковый угол (j), в то время как угол между плоскостями поляризации обеих половин пучка (между векторами Е₁ и Е₂) сохранится (Рис.5 и 6).

Вращая анализатор[1] 7, можно добиться равенства освещенности обеих полей. Это будет достигаться при положении плоскости анализатора АА перпендикулярно биссектрисе угла между векторами Е1 и Е2 (Рис.6- а, г). В противном случае будет наблюдаться ситуация, изображенная на Рис.6-б, в. Необходимо отметить, что равенства освещенностей полей можно достигнуть, если расположить плоскость анализатора АА вдоль биссектрисы (не показано). Однако в этом случае освещенность полей будет большой, разница освещенности определяется плохо, быстро утомляются глаза

В связи с этим используется такое положение плоскости анализатора, при котором освещенности обоих полей при их равности минимальны (Рис.6- а, г).

 

 

 

Рис.6 Поле зрения поляриметра:

· Без раствора:
а) равенство освещенности полей;
б) отсутствие равенства освещенностей полей.

· С исследуемым раствором:
в) отсутствие равенства освещенностей полей.

г) освещенности полей уравнены поворотом анализатора.

 

 

Описание лабораторной установки.

 

 

Рис.7. Внешний вид поляриметра (Сахариметр СУ-4):

 

1 — окуляр; 2 — измерительная головка; 3 — механизм установки нониуса; 5—кюветное отделение; 6 — траверса; 7—оправа поляризатора;
8—поворотная обойма; 9—осветительный узел; 10 — регулировочный винт; 11—винт заземления; 12 — вилка разъема; 13— вставка плавкая;
14—крышка; 15—кнопка; 16—ручка потенциометра 17—стойка;
18—основание; 19 — рукоятка клинового компенсатора (анализатора);
20—зрительная труба

 

3.3. Методика определения удельного вращения раствора сахара.

Подготовка сахариметра к работе.

а) Включите кнопкой 15 осветитель.

б) Установите окуляр зрительной трубы 20 на максимальную резкость изображения вертикальной линии раздела полей сравнения.

в) Установите окуляр 1 на максимальную резкость изображения штрихов и цифр шкалы и нониуса (неподвижная часть).

Порядок выполнения работы

 

а) Закройте крышку кюветного отделения без установки в нее кюветы.

б) Окуляром 20 (Рис.7) добейтесь максимальной резкости изображения вертикальной линии раздела полей сравнения.

в) Уравняйте яркость полей сравнения вращением рукоятки клинового компенсатора (анализатора) 19 (Рис. 7). При этом возможны два варианта :
 1) когда оба поля яркие и 2) когда оба поля сравнения темные. Для получения правильных (более точных) результатов измерений следует уравнивать яркости полей в темной области, т.е. когда поля уравнены при минимальных яркостях (Рис. 6- а).

г) Отсчет показаний при помощи нониуса поясняется на Рис 8. Значения углов снимайте с точностью 0.05° S.

д) В целях повышения точности измерений повторите эту операцию не менее 3-х раз, чтобы в дальнейшем получить среднеарифметическое значение j₀. Результаты измерений запишите в таблицу 1.

е) Поместите кювету с раствором известной концентрации Сn и длиной d в кюветное отделение. ( Значения Сn и d обозначены на кювете).

ж) Установите ее, вращая вокруг оси, в такое положение, чтобы линия раздела полей сравнения делила поле зрения на две равные части

з) Установите зрительную трубу на максимальную резкость изображения вертикальной линии раздела полей сравнения.

и) Измерьте j_n, как указано в пунктах в-д. Результат измерений запишите в таблицу 1.

к) Поместите кювету с раствором неизвестной концентрации Сх и длиной d в кюветное отделение. Измерьтеj_x, как указано выше.

Номер опыта	φ0, град	φn, град.	φx, град.	Cn, г/см3	d, см.	Сx±ΔСх, г/см3	α ±Δ a, град см2/г
1
2
3

Таблица 1.

 

л) Полученные результаты измерений введите в  компьютер.

В компьютере определяются значения Сх и a, а также погрешности измерения ΔСх и Δa.. При этом используются следующие расчетные формулы: (град-см2/г);  (г/см3);                               (7)

 

л) Выведенные на монитор результаты вычислений занесите в таблицу 1.

 

 

Примеры отсчёта показаний по нониусу

 

Рис.8-а.

 

На Рис.8-а. показано положение нониуса и шкалы, соответствующее отсчету + 11.85° S  (нуль нониуса расположен правее нуля шкалы на 11 полных делений, а в правой части нониуса деления шкалы и нониуса совпадают на значении 0.85^о).

 

 

 

Рис.8-б.

 

На Рис.8-б. показано положение шкалы и нониуса, соответствующее отсчету
 - 3.25° S (нуль нониуса расположен левее нуля шкалы на 3 полных деления и в левой части нониуса с одним из делений шкалы совмещается его пятое деление, т.е. 0.25^о).

 

 

Примечание. В сахариметре применена международная сахарная шкала.
100° S этой шкалы соответствуют 34.62° угловым градусам (коэффициент пересчета К = 0.3462).

 

 

4. Методика выполнения работы по определению постоянной Верде воды.