Приборы на основе интерференционно-поляризационных явлений

Спектрополяриметрический анализ; законе Био

Поляриметрия

Комбинированные методы.

Вращение плоскости поляризации в оптически активных средах.

3. Явлениях естественного или искусственного двулучепреломления. (n_┴ ≠ n_║)

4. Поляризация при отражении, например, явление Брюстера.

· регистрация поляризации люминесцентного свечения;

· регистрация поляризации рассеянного излучения.

Поляриметрия в узком смысле слова – метод измерений основанный на регистрации угла вращения плоскости поляризации оптически активного вещества.

∆α =α₀∙с∙ℓ,

где ∆α – угол между векторами Р₁ и Р₂ на входе и выходе образца;

α₀ – удельное вращение [град/м²кг], зависящее от рода вещества;

с – концентрация оптически активного вещества [ кг/м³ ];

ℓ - расстояние.

Молекулы оптически активных веществ представляют собой фигуры без центра симметрии.

Концентрация оптически активного вещества:

.

Схема поляриметра содержит:

1 – источник излучения, 2 – оптическая схема, 3 –светофильтр, 4 – поляризатор, 5 – образец, 6 – анализатор, 7 – приемник излучения, 8 – схема обработки сигнала.

Измерения опираются на закон Малюса:

I₍₁₎ = I₀ Cos²α

где α – угол между осью поляризатора и направлением поляризации.

Измерения проводятся на скрещенных анализаторе и поляризаторе, то есть при α=π/2. Оптически-активное вещество увеличивает величину потока до значения:

,

Откуда

,

где Ф₀ – поступающий поток,

Ф – проходящий поток;

V_Ф – фотоответ приемника излучения с чувствительностью

S_V и спектральной эффективностью φ.

Концентрация оптически активного вещества вычисляется по формуле:

.

Откуда следует

Возможен также компенсационный способ измерения угла вращения плоскости поляризации. В этом случае при отсутствии оптически-активного вещества, анализатор 6 выставляется так, чтобы наблюдался максимальный фотоответ приёмника 7.

После размещения образца с целью определения угла вращения, анализатор 6 вращается до тех пор, пока сигнал на выходе не достигнет своего первоначального значения. По определённому значению сдвига угла направления поляризации ∆α, находят концентрацию вещества.

Спектрополяриметрические исследования построены на законе Био, согласно которому: , где а_0i- удельное вращение вещества i в растворе; а_i – коэффициент, характерный для данного вещества.

Если имеется n – веществ, то решают систему из n –уравнений..

…………………….......

Решение системы даёт концентрации оптически активных веществ {с_i} исходя из результатов спектрального анализа углов поворота плоскости поляризации {∆α(λ_i)}. Для исследований используется прибор, схема которого содержит спектральный элемент (3), посредством которого формируются длины волн {λ_i}.

Спектро – поляриметр содержит: 1 – источник излучения, 2 – оптическая схема, 3 – спектральный элемент, 4 – поляризатор, 5 – образец, 6 – анализатор, 7 – фотоприемник, 8 – схема обработки сигнала, 9 – устройство контроля длины волны излучения, проходящее через поляризатор.

На каждой из длины волны измерения проводятся способами, изложенными в предыдущем разделе. В результате:

В ходе измерений на скрещенных анализаторе и поляризаторе (их оптические оси перпендикулярны), передвигая вторую пластину, добиваются компенсации разности фаз между n₀ и n_e:

∆φ^(Б) =∆φ,

где ∆φ–разность фаз при прохождении двулучепреломленного вещества;

∆φ^(Б)- разность фаз при прохождении компенсатора.

Для компенсатора, показанного на рисунке (компенсатор Бабине) сдвиг фаз, после прохождения обоих пластин, составит:

=

где d₂ – переменная, поэтому можно менять разность фаз обыкновенного и необыкновенного лучей с целью ее компенсации.

Схема поляризационного прибора включает:

1–источник излучения; 2–поляризатор; 3–светофильтр на длину λ₀. 4–образец с двойным лучепреломлением, имеющий длину ℓ; 5–компенсатор Бабине; 6–анализатор; 7–приемник излучения; 8–электронная схема.

Измерение проводится по нулевому сигналу, что достигается при выполнении следующего соотношения:

(n^Б₀ – n^Б_e )(d₁ – d₂ ) = (n₀ – n_e ) ℓ

отсюда разница показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей:

n₀ – n_e

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 79; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!