Cechy światła laserowego
1. Monochromatyczność – wszystkie emitowane fale mają tę samą
długość 2. Spójność (koherentność) – wszystkie emitowane fale mają tę samą
fazę 3. Równoległość wiązki (mała rozbieżność) – umożliwia ona
uzyskanie niewielkiej plamki światła w odległości kilkudziesięciu
metrów od laserowego wskaźnika
dichroizm kołowy –różna absorpcja światła spolaryzowanego kołowo prawo- i lewoskrętnie – wynik efektu Cottona (powstanie światła spolaryzowanego eliptycznie) [WZOR]
k – stała zależna od masy cząsteczkowej
Λ0 - długość fali efektywnej
Λ – długość fali światła
[φ] – skręcalność cząsteczkowa
dichroizm liniowy Spowodowany anizotropią pochłaniania światła przez kryształ, np. kryształ dwójłomny turmalinu. Na tej zasadzie działają polaroidy. Polaroidy Landa to przezroczysta błona na której znajdują się równolegle ułożone względem siebie łańcuchowe cząsteczki polimeru nasyconego atomami jodu. Po ustawieniu jej prostopadle do wiązki światła przepuszczone zostaną wyłącznie drgania prostopadle do cząsteczek
łańcuchowych.
PRYZMAT NIKOLA
Zbudowany jest z 2 pryzmatów kalcytu specjalnie oszlifowanych i sklejonych balsamem kanadyjskim. (n=1,55). Gdy
na nikol pada światło niespolaryzowane, w pryzmacie następuje jego podział na dwie wiązki (zjawisko
dwójłomności): zwyczajną n2=1,66 i nadzwyczajną nn=1,49. Obydwie są spolaryzowane – drgania nadzwyczajnej w płaszczyźnie rysunku, a zwyczajnej prostopadle do rysunku. Gdy wiązka pada na nikol pod odpowiednim kątem wtedy wiązka nadzwyczajna przejdzie przez kryształ nieznacznie osłabiona bez zmiany kierunku. Natomiast wiązka zwyczajna padając na granicę ośrodków kalcyt-balsam kanadyjski (kalcyt jest optycznie gęstszy) pod kątem większym od kąta granicznego ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu zostaje wyemitowana z biegu światła. W ten sposób z nikola wychodzi wiązka nadzwyczajna całkowicie spolaryzowana liniowo o niezmienionym kierunku w stosunku do wiązki padającej. [rysun]
Refraktometr Abbego
Służy do bezpośredniego pomiaru współczynnika załamania cieczy.Składa się z kostki złożonej z dwóch prostokątnych pryzmatów szkła P1 i P2 o dużym współczynniku załamania n2. Pryzmaty są złożone ze sobą płaszczyznami przeciwprostokątnymi, powierzchnia dolnego pryzmatu jest matowa. Badaną ciecz (parę kropli) wprowadzamy między pryzmaty. Ciecz badana powinna mieć mniejszy współczynnik załamania od współczynnika załamania szkła. Światło za źródła Z za pomocą zwierciadła L zostanie skierowane na dolny pryzmat i ulega rozproszeniu na jego matowej powierzchni tak, że w cieczy rozchodzi się ono w różnych kierunkach. Część tych promieni ulega całkowitemu odbiciu na powierzchni ciecz, część zaś przechodzi dalej, przenika pryzmat P2 i opuszcza go. Wszystkie promienie padające pod kątem większym od granicznego ulegają całkowitemu odbiciu. W okularze lunetki widzimy:
część jasną pola widzenia – oświetloną przez promienie z obrębu kąta granicznego i część ciemną – poza kątem granicznym. Granica między polami odpowiada kątowi granicznemu. Przez obrót kostki ustawiamy rozgraniczenie pól na środek krzyża w okularze. Na podziałce odczytujemy współczynnik załamania cieczy wynikający ze wzoru:
γ – kąt graniczny n1 – współczynnik załamania badanej cieczy Gdy używamy białego światła, kompresorem usuwamy otrzymany kolorowy pasek. Dzięki tym pomiarom możemy wyznaczyć stężenie substancji, dla których zależność współczynnika załamania od stężenia jest wzajemnie jednoznaczna.
Na współczynnik załamania cząsteczki wplywaja elektrony , a dokładniej elektrony walencyjne cząsteczki biorące udział w wiązaniach
Refrakcja molekularna R
m – masa molowa ρ – gęstość n – współczynnik załamania
Możemy ją zmierzyć pośrednio – mierząc współczynnik załamania i mając dane: masę molową i gęstość badanej substancji. Także możemy ją zmierzyć doświadczalnie.
Jezlei chmury elektronowe w cząsteczce sa od siebie niezależne (nie oddzialuja ze sobą) to zsumowane refrakcje wszystkich wiazan równają się refrakcji molowej cząsteczki. Dzieje się tak w wielu cząsteczkach organicznych oraz nieorganicznyc w których występują wiązania jonowe. W takich przypadkach mowiemy ze refrakcja jest addytywna i liczymy ja jako sume refrakcji wszystkich wiazan
1.Światło spolaryzowane- wykorzystuje sie jako instrumentalna metode pomiaru czyli spektrofotometri, najczescie wykorzystuje się światło w zakresie długości fal 200-500nm , stosuje się swiatlo spolaryzowane liniowo , wktorym drgania swietlne w wiązce odbywają się w płaszczyznach wzajemnie roznoleglych. Dwójłomność kołowa-fale spolaryzowane kołowo w prawo i w lewo rochodza się z roznymi prędkościami i w efekcie w roztworach dochodzi do skrecenia płaszczyzny polaryzacji o kat …. Wzor:
Gdzie: … skręcalność właściwa przy długości fali ,l-dlugosc drogi optycznej, c-stezenie związku optycznie czynnego
Ciecze optycznie czynne: AKTYWNOŚĆ OPTYCZNA
Jest to zdolność do skręcania płaszczyzny polaryzacji przechodzącego przez związek chemiczny światła spolaryzowanego. Wartość kąta skręcania φ zależy od stężenia c, grubości warstwy l i długości fali użytego światła
[α]λ – skręcalność właściwa przy długości
fali λ Dwie grupy związków optycznie czynnych
a) wykazują aktywność optyczną tylko w określonym stanie skupienia np. kwarc
b) wykazują aktywność optyczną niezależnie od stanu skupienia –
prawie wszystkie biopolimery Związki optycznie czynne mają jedną z dwóch cech:
1. chiralność – związek chemiczny może występować w formie
Enancjomerów 2. brak symetrii cząsteczki – nie posiada centrum inwersji,
płaszczyzny ani osi symetrii.
Kąt graniczny gamma- to taki kąt padania, przy którym przy przejściu światła z ośrodka gęstszego do rzadzszego, kąt załamania jest równy 90stopni. Po jego przekroczeniu wiązka światła ulega odbiciu
Gdzie n2,1 –wzgl współczynnik załamania osrodka 2 wzgl 1
Całkowite wewnętrzne odbicie – wystepuje na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Jeseli kąt padania w ośrodku gęstszym jest większy od kąta granicznego, promień nie może przejść do ośrodka rzadszego (nie może się zalamac) i na granicy ośrodków ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu, odbija się katem rownym katowi padania.