Ćw.26

Polaryzacja światła - liniowa, kołowa i eliptyczna. Pryzmat Nicola. Polaroidy. Prawo Malusa. Dwójłomność wymuszona. Ciała optycznie czynne. Skręcenie płaszczyzny polaryzacji, skręcalność właściwa, jednostka. Budowa i zasada działania polarymetru. Wyznaczanie stężeń roztworów optycznie czynnych za pomocą polarymetru.

Polaryzacja światła –

Polaryzacja liniowa - W fali spolaryzowanej liniowo oscylacje odbywają się w jednej płaszczyźnie, która zawiera kierunek rozchodzenia się fali.

W polaryzacji kołowej - rozchodzące się określane wzdłuż kierunku ruchu fali ma zawsze taką samą wartość, ale jego kierunek się zmienia. Kierunek zmian jest taki, że w ustalonym punkcie przestrzeni koniec wektora opisującego zaburzenie zatacza okrąg w czasie jednego okresu fali. Falę spolaryzowaną kołowo można otrzymać przez złożenie dwóch fal o jednakowych amplitudach i częstotliwościach, rozchodzących się w tym samym kierunku, spolaryzowanych liniowo w kierunkach wzajemnie prostopadłych, a przesuniętych w fazie o odpowiedni kąt.

Polaryzacja eliptyczna - W polaryzacji eliptycznej rozchodzące się zaburzenie określane wzdłuż kierunku ruchu fali ma zawsze wartość i kierunek taki, że w ustalonym punkcie przestrzeni koniec wektora opisującego zaburzenie zatacza elipsę. Falę spolaryzowaną eliptycznie można otrzymać przez złożenie dwóch fal o jednakowych częstotliwościach, rozchodzących się w tym samym kierunku, spolaryzowanych liniowo w kierunkach wzajemnie prostopadłych, przesuniętych w fazie o odpowiedni kąt, ale o różnych amplitudach. Można ją także otrzymać jako złożenie fal o polaryzacji liniowej i kołowej.

Pryzmat Nicola - prosty przyrząd optyczny, pryzmat polaryzujący światło, wykonany z odpowiednio doszlifowanego, rozciętego na dwa fragmenty kryształu szpatu islandzkiego, sklejonego następnie balsamem kanadyjskim. Załamane w pierwszym krysztale światło dzieli się na dwa promienie: zwyczajny i nadzwyczajny. Promień nadzwyczajny przenika do drugiego kryształu, a promień zwyczajny ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu.

polaroid cienka płytka przepuszczająca światło spolaryzowane liniowo tylko w jednym kierunku, a pochłaniająca światło o polaryzacji prostopadłej do niego. 

Prawo Malusa – prawo określające natężenie światła spolaryzowanego po przejściu przez polaryzator. Natężenie światła spolaryzowanego liniowo po przejściu przez idealny polaryzator optyczny jest równe iloczynowi natężenia światła padającego i kwadratu cosinusa kąta między płaszczyzną polaryzacji światła padającego a płaszczyzną polaryzacji światła po przejściu przez polaryzator

 – natężenie światła padającego,

 – kąt między płaszczyzną polaryzacji światła padającego i płaszczyzną polaryzacji polaryzatora.

Dwójłomność wymuszona – zjawisko powstawania lub zmiany dwójłomności ośrodka izotropowego lub anizotropowego pod wpływem zewnętrznych czynników fizycznych ( temperatura, ciśnienie, pole elektryczne )

Ciała/ substancje czynne optycznie- substancje skręcające kierunek polaryzacji przenikającego je światła

Wiele substancji organicznych to materiały "optycznie czynne". Światło przechodzące nie ulega znaczącemu osłabieniu, za to zmienia się kierunek polaryzacji. Ten efekt to skręcenie płaszczyzny polaryzacji

Skręcalność właściwa – wartość charakteryzująca substancję aktywną optycznie, poprzez wartość kąta skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego. Ilościowo wyraża się ona wzorem

gdzie:

• α – wartość skręcenia płaszczyzny światła spolaryzowanego

• l – długość drogi pokonanej przez światło

TRZEBA ZNALEŹĆ JEDNOSTKE !

Budowa polarymetru - Polarymetr jest zbudowany z dwóch polaryzatorów np. pryzmatów Nicola (nikoli). Pierwszy z nikoli nosi nazwę polaryzatora, a drugi analizatora. Pomiędzy polaryzatorami znajduje się standaryzowana kuweta, w której umieszcza się badaną substancję.

Zasada działania polarymetru opiera się na tym, że jeśli między pryzmatami Nicola (skrzyżowane) umieści się substancję optycznie czynną, która skręca płaszczyznę światła spolaryzowanego o kąt a, to pole widzenia w okularze rozjaśni się proporcjonalnie do stężenia tego związku.

Wyznaczanie stężeń ?????????????????