 | Pobierz cały dokument sprawko.48.fiza.3.fizyka.doc Rozmiar 41 KB |
Temat: Pomiar stężenia substancji optycznie czynnych za pomocą polarymetru.
Numer pary: 9
Numer ćwiczenia: 48
I. Opis teoretyczny
Skręcenie płaszczyzny polaryzacji, substancje optycznie czynne.
Substancje optycznie czynne mają zdolność skręcania płaszczyzny polaryzacji światła liniowo spolaryzowanego. Cechę tę wykazują cząsteczki związków organicznych o asymetrycznie rozmieszczonych podstawnikach (czyli o asymetrycznym rozkładzie ładunku elektrycznego w cząsteczce). Cząsteczki takiej substancji w roztworach są dla fali świecącej ośrodkiem anizotropowym (ciała anizotropowe wykazują różne właściwości w zależności od kierunku, w którym dana właściwość jest rozpatrywana), co jest przyczyną obserwowanego skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła liniowo spolaryzowanego. Substancje optycznie czynne to m.in.: roztwory cukrów, aminokwasy, białka, kwasy nukleinowe.
Każde liniowo spolaryzowane światło można przedstawić za pomocą dwóch składowych spolaryzowanych kołowo: składowej prawoskrętnej p i składowej lewoskrętnej l. W ośrodku izotropowym prędkość rozchodzenia się obu składowych jest taka sama i kierunek drgań wektora E promienia świetlnego po przejściu przez substancję jest taki sam jak spolaryzowanego liniowo promienia padającego. W roztworach substancji optycznie czynnych prędkość obu składowych jest różna. Po przejściu przez roztwór jedna składowa jest opóźniona względem drugiej. W wyniku ich złożenia otrzymuje się również światło liniowo spolaryzowane, jednak wektor E' tworzy kąt α z kierunkiem drgań liniowo spolaryzowanego światła padającego.
Płaszczyzna polaryzacji światła wychodzącego z roztworu substancji optycznie aktywnej została więc obrócona względem płaszczyzny polaryzacji światła padającego o kąt α, zwany kątem skręcenia płaszczyzny polaryzacji (jest proporcjonalny do liczby cząsteczek - n, substancji optycznie czynnej, jakie napotyka promień świetlny na swej drodze).
Dla roztworu liczba cząsteczek substancji rozpuszczonej
Gdzie:
c-stężenie substancji optycznie czynnej w roztworze, wyrażone w g/cm3.
l-grubość warstwy roztworu w dm.
W przypadku roztworów substancji optycznie czynnej w rozpuszczalniku optycznie nieczynnym można zapisać:
Gdzie:
α0-skręcenie właściwe.
Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji zależy więc od:
stężenia substancji optycznie czynnej,
długości drogi promieni w roztworze
skręcenia właściwego charakterystycznego dla danej substancji.
 | Pobierz cały dokument sprawko.48.fiza.3.fizyka.doc rozmiar 41 KB |