SPRAWOZDANIE

Nr ćwiczenia	Data 26.01.2000	Imię i nazwisko ŁUKASZ WALOTKA		Wydział BM Mechatronika	Semestr I		Grupa MC-2 nr lab.
Prowadzący dr hab. M. KOZIELSKA			Przygotowanie	Wykonanie		Ocena

BADANIE SKRĘCENIA PŁASZCZYZNY POLARYZACJI PRZEZ ROZTWORY ZA POMOCĄ POLARYMETRU

1. Podstawy teoretyczne:

Światło pochodzące z naturalnych źródeł jest niespolaryzowane - drgania wektora świetlnego odbywają się we wszystkich możliwych kierunkach. Gdy na drodze tych promieni ustawimy polaryzator, przepuści tylko promienie, w których drgania odbywają się w jednej płaszczyźnie. Światło po przejściu przez polaryzator jest spolaryzowane liniowo - końce wektorów leżą na linii prostej.

Sposoby uzyskania światła spolaryzowanego:

• odbicie światła od granicy dwóch ośrodków - promień odbity i załamany zostają częściowo spolaryzowane. Stopień polaryzacji zależy od kąta padania. Stopień polaryzacji wiązki możemy zwiększyć przepuszczając ją przez zespół płytek równoległych.

• zjawisko podwójnego załamania przez kryształy anizotropowe - padająca wiązka zostaje rozdzielona na dwie. Promień biegnący w krysztale równolegle do osi optycznej nie ulega podwójnemu załamaniu. Jeżeli usuniemy jedną z wiązek, na wyjściu kryształu anizotropowego uzyskamy światło spolaryzowane liniowo. Zjawisko to wykorzystywane jest w pryzmacie Nicola.

• za pomocą polaroidów - niektóre podwójnie załamujące kryształy mają własność zwaną dichroizmem (jedna składowa polaryzacji jest pochłaniana w krysztale silniej niż druga). Gdy na osi biegnącej wiązki światła ustawimy dwie płytki polaryzujące, jedna z nich pełni rolę polaryzatora, a druga - analizatora. Obracając analizator stwierdzamy, że przy pewnych położeniach nie przepuszcza światła, a po obróceniu o 90⁰ natężenie światła jest maksymalne. Światło spolaryzowane liniowo przechodzące przez niektóre substancje, zwane optycznie czynnymi, doznaje skręcenia płaszczyzny polaryzacji.

Zasada pomiaru:

Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji przez roztwór o stężeniu c określa wzór Biota.

(1)

gdzie: [α] - właściwa zdolność skręcająca

l - długość drogi światła w roztworze

w celu pomiaru kąta skręcenia na drodze promienia świetlnego umieszczamy czysty rozpuszczalnik i odczytujemy położenie analizatora α₀, następnie zastępujemy rozpuszczalnik badanym roztworem i odczytujemy położenie analizatora α_c. Szukany kąt skręcenia wynosi α_c - α₀.

Urządzenia do badania skręcenia płaszczyzny polaryzacji są polarymetry.

Głównymi elementami polarymetru są:

• polaryzator P

• analizator A ( pryzmaty Nicola)

• rurka R zawierająca roztwór substancji optycznie czynnej.

Światło wchodzi do przyrządu przez filtr F, wydzielający wąski zakres długości fal. Analizator połączony jest z kątomierzem K. Lunetka G służy do obserwacji światła przechodzącego przez układ, a lupa S do dokładnego odczytywania kątów obrotu analizatora.

Przebieg ćwiczenia.

• zmierzyć długość rurki

• włączyć oświetlenie polarymetru

• ustawić lunetkę i lupę na ostrość widzenia

• wstawić rurkę z czystą wodą do polarymetru

• obracając analizatorem doprowadzić do równego (ciemnego) pola widzenia

• odczytać wskazania kątomierza

• zmieniać rurki z różnymi roztworami i odczytywać kąty

• wykreślić zależność α = f(c)

• obliczyć właściwą zdolność skręcającą dla badanej cieczy.

2. Wyniki pomiarów:

Roztwory	Właściwa zdolność skręcająca [α]

3. Obliczenia:

Roztwory	Właściwa zdolność skręcająca [α]	Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji ze wzoru (1)

(1)

gdzie: l = 0,400 ± 0,005 m

3

3

P

F

L

R

G

K

---