ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА САХАРА С ПОМОЩЬЮ САХАРИМЕТРА СУ-5 И ПОЛЯРИМЕТРА П-161

Цель работы: Овладеть методикой определения концентрации сахара в растворах с помощью приборов, принцип работы которых основан на явлении вращения плоскости поляризации света.

Оборудование: 1. Сахариметр универсальный СУ-5.

2. Кювета КПС-30 (стеклянная).

3. Поляриметр П-161.

4. Две трубки с раствором сахара.

ТЕОРИЯ

В одноосном кристалле свет распространяется в направлении оптической оси так же, как и в изотропной среде, не давая двойного лучепреломления. Однако было замечено, что в кристаллах кварца распространение света вдоль оптической оси все же отличается от его распространения в изотропной среде. Оказалось, что в плоско-поляризованной волне, распространяющейся в кристалле кварца вдоль оптической оси, поворачивается плоскость поляризации. Впоследствии это явление было обнаружено в ряде других кристаллов и в некоторых жидкостях и получило название: вращение плоскости поляризации.

Вещества, вращающие плоскость поляризации, называются оптически активными.

Явление вращения плоскости поляризации (плоскости колебания вектора Е) в кварце было открыто Араго в 1811 г.

Параллельный пучок света, проходя через поляроид N₁ (поляризатор) и светофильтр F, (рис. 1), падал на пластинку кристаллического кварца Q, вырезанную перпендикулярно к оптической оси, так, что свет распространялся

вдоль оси кварца.

Рис.1

Если второй поляроид N₂ (анализатор) был скрещен с первым, то свет все же проходил через эту систему. Только поворачивая ось анализатора N₂ на некоторый угол, можно добиться полного затемнения поля.

В этом опыте у линейно- (или плоско) поляризованного света после прохождения через кристалл кварца плоскость колебания вектора Е повернулась на некоторый угол, измеряемый углом поворота оси анализатора N₂. Меняя светофильтры, обнаружили, что угол поворота плоскости колебания вектора Е (плоскости поляризации) для разных длин волн различен, т.е. имеет место вращательная дисперсия.

Измерения, проведенные с разными фильтрами, показывают, что кварцевая пластинка толщиной 1 мм вращает плоскость поляризации на следующие углы:

для красного света - 15°;

для желтого света - 21°;

для зеленого света - 27°;

для синего света - 33°;

для фиолетового - 51°;

для ультрафиолетового - 236°.

Для каждой длины волны угол поворота плоскости поляризации пропорционален толщине пластинки.