Поляриметрические методы анализа (149932)

Посмотреть архив целиком

Министерство образования Республики Беларусь


Учреждение образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»


Физический факультет


Кафедра оптики




Допущена к защите


Зав. кафедрой ____________С.А. Хахомов


"__" ___________ 2005г.






Поляриметрические методы анализа


Дипломная работа





Исполнитель:

студент группы Ф-54



Д.С. Киселев


Научный руководитель:

доктор физ.-мат. наук, профессор




В.В. Сытько


Рецензент:










ГОМЕЛЬ 2005

Реферат


Дипломная работа 31 с., 1 табл., 23 рис., 6 источников.


Ключевые слова: поляриметр, количественный анализ, лабораторная работа, закон Био, зависимость удельного вращения от длины волны.


Объекты исследования – законы поляриметрии, поляриметрические методы определения содержания вещества в растворе.


Цель исследования – разработка методических указаний к выполнению лабораторной работы “Поляриметрическое определение концентрации вещества в растворе. Проверка закона Био при разных длинах волн”, а также частичная модернизация поляриметра СМ-3.


Результаты исследований:

Рассмотрены основные методы поляриметрии и приборы поляриметрического анализа. Разработаны методические указания к выполнению лабораторной работы “Поляриметрическое определение концентрации вещества в растворе. Проверка закона Био при разных длинах волн”.

Проведена частичная модернизация поляриметра СМ-3, заключающаяся в том, что с целью расширения функциональных возможностей прибора проведена замена системы исходной освещения блоком, позволяющим проводить изменения как в белом свете, так и в синем, зеленом, желтом и красном диапазонах спектра.




















Содержание




Стр.





Введение………………………………………………………………..

4




1

Поляризация света и связанные с ней явления…………………...

5

1.1

Поляризация света……………………………………………………...

5

1.2

Хроматическая поляризация света……………………………………

8

1.3

Двойное лучепреломление…………………………………………….

9

1.4

Оптическая активность вещества……………………………………..

12




2

Поляризационные устройства и приборы………………………….

15

2.1

Простейшие поляризационные устройства…………………………..

15

2.2

Поляризационные призмы……………………………………………..

16

2.3

Приборы для поляризационно-оптических исследований…………..

19




3

Методические указания к выполнению лабораторной

работы “Поляриметрическое определение концентрации

вещества в растворе. Проверка закона Био при

разных длинах волн”………………………………………………….




25





Заключение…………………………………………………………….

30





Список использованных источников………………………………

31
























Введение


Оптически активные вещества, имеющие асимметричную молекулярную или кристаллическую структуру, поворачивают плоскость поляризации линейно поляризованного света на угол a - угол вращения плоскости поляризации, который зависит от природы оптически активного вещества, концентрации (для растворов), длины волны света, температуры, природы растворителя. Величина, характеризующая зависимость угла поворота плоскости поляризации от длины волны da/dl , называется дисперсией оптического вращения. Величина a пропорциональна толщине слоя вещества и концентрации раствора. Характеристика природы вещества учитывается удельным углом вращения aD(20) . Угол поворота плоскости поляризации измеряют обычно при 20 0С и стандартной длине волны 589,3 нм (D-линия Na). Один из вариантов закона Био для растворов связывает все эти параметры уравнением aD20=a(l(20)), l – длина кюветы, (20) – плотность жидкости при 20 0С. Измерения, как правило, проводят на приборах, называемых поляриметрами.

Поляриметрия широко применяется для исследования строения оптически активных веществ и измерения их концентрации. Оптическая активность - эффект второго порядка, получаемый при учёте различия фаз световой волны в разных точках молекулы, который возникает в результате электронных взаимодействий в молекуле. Она чрезвычайно чувствительна к любым изменениям строения вещества и к межмолекулярному взаимодействию, поэтому она может дать ценную информацию о природе заместителей в молекулах (как органических, так и комплексных неорганических соединений), об их конформациях, внутреннем вращении и т.д. На оптическую активность веществ влияют межмолекулярного взаимодействия, которые модно рассматривать в модели молекулы как системы анизотропно поляризующихся атомных групп, между которыми в поле световой волны возникает специфическое электростатическое взаимодействие, индуцирующее дополнительное диполь-дипольное взаимодействие.

Трудности теоретических оценок оптической активности химических соединений определяются неаддитивностью явления, не позволяющей вести расчёты на основе простой схемы, как, например, в случае молекулярной рефракции. Перспективными здесь являются методы поляриметрии, основанные на измерении поляризационных свойств прошедшего через тестируемое вещество квазимонохроматического излучения различных спектральных диапазонов.

Цель работы - разработка методических указаний к выполнению лабораторной работы “Поляриметрическое определение концентрации вещества в растворе. Проверка закона Био при разных длинах волн”. В связи с последней частью лабораторной работы возникла дополнительная задача модификации промышленного поляриметра, обусловленная необходимостью проведения измерений на разных длинах волн.

1 Поляризация света и связанные с ней явления


1.1 Поляризация света


Поляризация света – одно из фундаментальных свойств оптического излучения, состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распространения световой волны). Поляризацией света называются также геометрические характеристики, которые отражают особенности этого неравноправия [1-3].

Впервые понятие о поляризации света было введено в оптику И. Ньютоном в 1704 г., хотя явления, обусловленные ею, изучались и ранее (открытие двойного лучепреломления в кристаллах Э. Бартолином в 1669 г. и его теоретическое рассмотрение Х. Гюйгенсом в 1678-1690 гг.). Сам термин “поляризация света” предложен в 1808 Э. Малюсом. С его именем и с именами Ж. Био, О. Френеля, Д. Араго, Д. Брюстера и др. связано начало широкого исследования эффектов, в основе которых лежит поляризация света. Существенное значение для понимания поляризации света имело её проявление в эффекте интерференции света. Именно тот факт, что два световых луча, линейно поляризованных под прямым углом друг к другу, при простейшей постановке опыта не интерферируют, явился решающим доказательством поперечности световых волн (Френель, Араго, Т. Юнг, 1816—19). Поляризация света нашла естественное объяснение в электромагнитной теории света Дж. К. Максвелла (1865—73).

  Поперечность световых волн выражается в том, что колеблющиеся в них векторы напряжённости электрического поля Е и напряжённости магнитного поля Н перпендикулярны направлению распространения волны. Векторы Е и Н выделяют определённые направления в пространстве, занятом волной. Кроме того, Е и Н почти всегда (об исключениях см. ниже) взаимно перпендикулярны, поэтому для полного описания состояния поляризации света требуется знать поведение лишь одного из них. Обычно для этой цели выбирают вектор Е.


Случайные файлы

Файл
voobraj.doc
14518.rtf
23111.rtf
154251.rtf
17276-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.