ćw. 36 - wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą sacharymetru


przykładowe pytania:

co to jest światło?
- fale (promieniowanie) elektromagnetyczne na które wrażliwe jest oko ludzkie (są
odbierane przez siatkówkę oka)
- jest to też strumień cząstek zwanych fotonami

kiedy światło się załamuje?
- załamanie następuje gdy zmienia się ośrodek, w którym się rozchodzi
- wraz ze zmianą ośrodka dochodzi najczęściej do zmiany kierunku rozchodzenia
się światła

co to jest płaszczyzna polaryzacji?
- płaszczyzna prostopadła do kierunku drgań wektora natężenia pola
elektrycznego

co to są roztwory optycznie czynne?

- substancje posiadające zdolność skręcania płaszczyzny polaryzacji
­- najczęściej to roztwory wodne cukrów lub węglowodanów
- kąt skręcenia jest proporcjonalny do ich stężenia i grubości ich warstwy
- warunkiem jest chiralność takich roztworów

co to jest światło spolaryzwane?

- światło, którego wektor pola elektrycznego wykazuje drgania w jednej
płaszczyźnie

jakie są sposoby polaryzacji światła?

a. wykorzystanie zjawiska dwójłomności (promień światła rozchodzi się na dwa
promienie), gdzie oba powstałe promienie spolaryzowane są w płaszczyznach
wzajemnie prostopadłych. Jeden załamuje się zgodnie z prawem załamania a
drugi zachowuje się nadzwyczajnie - biegnie, prawie nie zmieniając kierunku.
Przyrząd do polaryzacji światła, który wykorzystuje to zjawisko eliminuje promień
zwyczajny (załamujący się) i przepuszcza nadzwyczajny, dając światło
spolaryzowane (pryzmat Nicola - nikol)

b. polaroidy - płytki z polimerów, w których są malutkie szczeliny, przez które
przeciśnie się tylko światło o odpowiednim kierunku drgań

c. odbicie od powierzchni przezroczystych izolatorów (szkło lub woda)



co to kąt Brewstera?

- kąt padania światła na powierzchnię dielektryka (materiał przez który jest bardzo
słabo przewodzony prąd), przy którym promień odbity jest całkowicie
spolaryzowany liniowo
- często wykorzystywane do polaryzacji światła w laserach

co to jest nikol?

- pryzmat zbudowany tak, że promień zwyczajny ulega całkowitemu
wewnętrznemu odbiciu na warstwie specjalnego kleju, sklejającego dwie części
nikola
- przechodzi tylko promień nadzwyczajny, który się nie załamuje i nie uległ odbiciu

czym jest bieg promienia?



na czym polega całkowite wewnętrzne odbicie?

- zjawisko występujące na granicy dwóch ośrodków o różnych współczynnikach
załamania
- światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku
załamania pod kątem większym niż kąt graniczny, nie przechodzi do drugiego
ośrodka, lecz ulega całkowitemu odbiciu

kiedy występuje kąt graniczny?

- maksymalny kąt, pod jakim promień świetlny może padać na granicę ośrodków,
ulegając przy tym załamaniu
- występuje tylko w sytuacji gdy światło rozchodzące się w ośrodku o współczynniku
załamania mniejszym pada na granicę z ośrodkiem o współczynniku załamania
większym









zakres wymaganych wiadomości:

zasady działania polarymetru

- polega na obrocie analizatora o kąt jakiemu uległa skręce­niu płaszczyzna
polaryzacji światła po przejściu przez roztwór substancji optycznie czynnej, którą
wprowadzono pomiędzy nikole

- dwie lupki zamontowane przy okularze ułatwiają odczyt z dokładnością do 0,05
stopnia

- należy tak ustawić analizator aby pole widzenia było jednolite i możliwie
najciemniej­sze
- kąt odczytany na kątomierzu jest zerem polarymetru
- po wstawieniu do polarymetru rurki z roztworem obraz zmienia się, ponieważ
roztwór spowodował skręcenie płaszczyzny polary­zacji
- pokręcając tarczą obrotową doprowadza się pole widzenia do znów jednolitego
zaciem­nienia trzech części pola widzenia
- różnica między kątem odczytanym w tym położeniu, a zerem polarymetru jest
równa kątowi skręcenia α
- znając ten kąt oraz k i d można obliczyć koncentrację roztworu, znając objętość
roztworu - masę substancji rozpuszczonej

α=k*c*d

α…kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji
k…współczynnik proporcjonalności
c…stężenie r-ru cukru
d…grubość warstwy roztworu