Описание аппаратуры и метода измерений. Поляриметры – приборы, предназначенные для определения концентрации оптически активного вещества в растворе

Поляриметры – приборы, предназначенные для определения концентрации оптически активного вещества в растворе. Если определяется концентрация сахара, приборы называются сахариметрами. Принцип действия их заключается в следующем. Пусть поляризатор и анализатор размещены так, что их главные сечения взаимно перпендикулярны, тогда монохроматический свет, прошедший через эту систему, будет задержан и поле зрения будет темным. Если затем поместить прозрачный сосуд с раствором сахара между поляризатором и анализатором, то наступит просветление поля зрения. Это указывает на то, что раствор повернул плоскость поляризации на угол α. Угол, на который нужно повернуть анализатор, чтобы получить поле зрения снова затемненным, очевидно, будет также равен α.

Однако определение угла поворота таким способом сопряжено со значительными трудностями, поскольку визуально трудно найти с достаточной точностью положение анализатора, которое соответствовало бы максимальному затемнению поля. Поэтому, при измерениях обычно пользуются полутеневым методом, в котором производится установка на равную освещенность полей сравнения (глаз очень чувствителен к нарушениям освещенности соседних полей сравнения). Достигается это несколькими способами. Рассмотрим один из них.

Плоскополяризованный свет, вышедший из поляризатора, проходит через кварцевую пластинку, плоскость колебаний которой повернута относительно него на малый угол α. Через кварцевую пластинку проходит только центральный пучок света. Поэтому при скрещенных плоскостях поляризации поляризатора и анализатора в поле зрения наблюдается «тройное поле» (рисунок 22), т.е. темное поле и немного «просветленная» середина. При повороте анализатора на угол α освещенность «тройного поля» изменится на противоположную – середина станет тёмной, а края – «просветлёнными» (рисунок 22, в). При таком способе до установки трубки с раствором (или в присутствии трубки с дистиллированной водой) устанавливают «нуль» прибора поворотом анализатора. «Нуль» прибора соответствует равной освещенности середины и краёв «тройного поля» (рисунок 22, б). Отсчет углов производится по шкале прибора.

Рисунок 22 – Вид поля зрения после ввода кюветы с водой или раствором и установки окуляра на резкость: изображения разделяющих линий «тройного поля» (а, в), вид поля зрения на равную
освещённость (б)

Схема кругового поляриметра (сахариметра) представлена на рисунке 23. Он состоит из головки анализатора 1, камеры для кювет с раствором сахара 2, поляризационного устройства 3, осветителя 4, штатива 5. Анализатор и поляризатор изготовлены из поляроидной плёнки, помещённой между двумя защитными стёклами.

Рисунок 23 – Схема кругового поляриметра (сахариметра)