 | Pobierz cały dokument sprawko.48.fiza.studia.ii.rok.fizyka.doc Rozmiar 42 KB |
Temat: Pomiar stężenia substancji optycznie czynnych za pomocą polarymetru.
Numer pary: 7
Numer ćwiczenia: 48
I. Opis teoretyczny
Skręcenie płaszczyzny polaryzacji, substancje optycznie czynne.
Substancje optycznie czynne mają zdolność skręcania płaszczyzny polaryzacji światła liniowo spolaryzowanego, tę cechę wykazują cząsteczki związków organicznych o asymetrycznie rozmieszczonych podstawnikach (asymetryczny rozkład ładunku elektrycznego w cząsteczce). Cząsteczki takiej substancji w roztworach są dla fali świecącej ośrodkiem anizotropowym, co jest przyczyną obserwowanego skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła liniowo spolaryzowanego. Substancje optycznie aktywne to: roztwory cukrów, aminokwasy, białka, kwasy nukleinowe.
Zjawisko skręcania płaszczyzny polaryzacji światła przez substancje optycznie czynne można wyjaśnić tym, że każde liniowo spolaryzowane światło można przedstawić za pomocą dwóch składowych spolaryzowanych kołowo: składowej prawoskrętnie p i składowej lewoskrętnie l. W ośrodku izotropowym, optycznie nieaktywnym, 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).
α
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 oraz od skręcenia właściwego charakterystycznego dla danej substancji.
 | Pobierz cały dokument sprawko.48.fiza.studia.ii.rok.fizyka.doc rozmiar 42 KB |