समाधान का विशिष्ट घुमाव. GPM.2.1.0018.15 पोलारिमेट्री

(ध्रुवमिति)

ऑप्टिकल रोटेशनजब ध्रुवीकृत प्रकाश इसके माध्यम से गुजरता है तो किसी पदार्थ की ध्रुवीकरण के तल को घुमाने की क्षमता होती है।

प्रकाशिक रूप से सक्रिय पदार्थ की प्रकृति के आधार पर, ध्रुवीकरण तल के घूमने की दिशा और परिमाण अलग-अलग हो सकते हैं। यदि ध्रुवीकरण विमान उस पर्यवेक्षक से दक्षिणावर्त घूमता है जिस पर वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ से गुजरने वाला प्रकाश निर्देशित होता है, तो पदार्थ को डेक्सट्रोटोटेट्री कहा जाता है और उसके नाम के सामने "+" चिन्ह लगाया जाता है, लेकिन यदि ध्रुवीकरण विमान वामावर्त घूमता है, तब पदार्थ को वामहस्त कहा जाता है और उसके नाम के पहले "-" का चिन्ह लगाया जाता है।

प्रारंभिक स्थिति से ध्रुवीकरण के विमान के विचलन की मात्रा, कोणीय डिग्री में व्यक्त की जाती है, जिसे घूर्णन कोण कहा जाता है और इसे ग्रीक अक्षर ए द्वारा दर्शाया जाता है। घूर्णन कोण का मान ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ की प्रकृति, ऑप्टिकली सक्रिय माध्यम (शुद्ध पदार्थ या समाधान) में ध्रुवीकृत प्रकाश की पथ लंबाई और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। समाधानों के लिए, घूर्णन का कोण विलायक की प्रकृति और ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ की सांद्रता पर निर्भर करता है। घूर्णन का कोण किसी वैकल्पिक रूप से सक्रिय माध्यम में प्रकाश की पथ लंबाई के सीधे आनुपातिक होता है, अर्थात। प्रकाशिक रूप से सक्रिय पदार्थ या उसके घोल की परत की मोटाई। अधिकांश मामलों में तापमान का प्रभाव नगण्य होता है।

प्रकाश के ध्रुवीकरण के तल को घुमाने के लिए विभिन्न पदार्थों की क्षमता के तुलनात्मक मूल्यांकन के लिए, विशिष्ट घूर्णन के मूल्य [ए] की गणना की जाती है। विशिष्ट घूर्णन किसी प्रकाशीय रूप से सक्रिय पदार्थ का एक स्थिरांक है। विशिष्ट घूर्णन [ए] की गणना वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ वाले माध्यम में 1 डीएम लंबे पथ पर मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान के घूर्णन के कोण के रूप में की जाती है, इस पदार्थ की एकाग्रता सशर्त रूप से बराबर मूल्य तक कम हो जाती है 1 ग्राम/मिली.

जब तक अन्यथा न कहा जाए, ऑप्टिकल रोटेशन का निर्धारण 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर और सोडियम स्पेक्ट्रम (589.3 एनएम) की डी लाइन की तरंग दैर्ध्य पर किया जाता है। विशिष्ट घुमाव का संगत मान [a] D 20 द्वारा दर्शाया जाता है। कभी-कभी 546.1 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाली पारा स्पेक्ट्रम की हरी रेखा का उपयोग माप के लिए किया जाता है।

किसी वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ के समाधान में [ए] का निर्धारण करते समय, यह ध्यान में रखना चाहिए कि पाया गया मूल्य विलायक की प्रकृति और ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ की एकाग्रता पर निर्भर हो सकता है। विलायक को बदलने से न केवल परिमाण में, बल्कि संकेत में भी [ए] परिवर्तन हो सकता है। इसलिए, विशिष्ट घुमाव का मूल्य देते समय, माप के लिए चुने गए समाधान के विलायक और एकाग्रता को इंगित करना आवश्यक है।

विशिष्ट रोटेशन मान की गणना निम्न सूत्रों में से किसी एक का उपयोग करके की जाती है।

समाधान में पदार्थों के लिए (1):

जहां a डिग्री में घूर्णन का मापा गया कोण है; एल डेसीमीटर में परत की मोटाई है; सी घोल की सांद्रता है, जो प्रति 100 मिलीलीटर घोल में पदार्थ के ग्राम में व्यक्त की जाती है।

तरल पदार्थों के लिए (2):

जहां a डिग्री में घूर्णन का मापा गया कोण है; एल डेसीमीटर में परत की मोटाई है; r प्रति 1 मिलीलीटर ग्राम में तरल पदार्थ का घनत्व है।

विशिष्ट रोटेशन या तो शुष्क पदार्थ के संदर्भ में, या सूखे नमूने से निर्धारित किया जाता है, जिसे निजी लेखों में दर्शाया जाना चाहिए।

घूर्णन के कोण का माप या तो ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ की शुद्धता का आकलन करने के लिए किया जाता है, या समाधान में इसकी एकाग्रता निर्धारित करने के लिए किया जाता है। समीकरण (1) या (2) के अनुसार किसी पदार्थ की शुद्धता का आकलन करने के लिए उसके विशिष्ट घूर्णन [ए] के मान की गणना की जाती है। किसी विलयन में प्रकाशिक रूप से सक्रिय पदार्थ की सांद्रता

सूत्र (3) द्वारा पाए जाते हैं:

चूँकि [ए] का मान केवल सांद्रता की एक निश्चित सीमा में स्थिर होता है, सूत्र (3) का उपयोग करने की संभावना इस सीमा तक सीमित है।

घूर्णन के कोण का मापन एक ध्रुवमापी पर किया जाता है, जो आपको +/- 0.02 डिग्री की सटीकता के साथ घूर्णन के कोण का मान निर्धारित करने की अनुमति देता है।

घूर्णन के कोण को मापने के लिए इच्छित समाधान या तरल पदार्थ पारदर्शी होने चाहिए। मापते समय, सबसे पहले, आपको डिवाइस का शून्य बिंदु निर्धारित करना होगा या शुद्ध विलायक से भरी ट्यूब (समाधान के साथ काम करते समय) या एक खाली ट्यूब (तरल पदार्थों के साथ काम करते समय) के साथ सुधार मूल्य निर्धारित करना होगा। डिवाइस को शून्य बिंदु पर सेट करने या सुधार का मान निर्धारित करने के बाद, मुख्य माप किया जाता है, जिसे कम से कम 3 बार दोहराया जाता है।

घूर्णन कोण ए का मान प्राप्त करने के लिए, माप के दौरान प्राप्त उपकरण रीडिंग को बीजगणितीय रूप से पहले पाए गए सुधार मान के साथ जोड़ा जाता है।

2. डिवाइस को नेटवर्क से कनेक्ट करने से पहले, "सेटिंग 100" नॉब को वामावर्त घुमाकर डिवाइस की न्यूनतम संवेदनशीलता सेट करें जब तक कि यह बंद न हो जाए।

3. माइक्रोएमीटर के पॉइंटर की शून्य स्थिति के पत्राचार की जांच करें, यदि आवश्यक हो, तो इसे करेक्टर के स्क्रू 7 (छवि 3) के साथ समायोजित करें।

4. "अवशोषक" घुंडी के साथ हरा अवशोषक "3" दर्ज करें।

5. डिवाइस को नेटवर्क से कनेक्ट करें.

6. फोटोइलेक्ट्रिक कलरमीटर का कवर 1 खोलें और क्युवेट होल्डर को बाहर निकालें।

7. "सॉल्वेंट" क्युवेट को हटा दें, इसकी मात्रा का 2/3 पानी से भरें और इसे वापस रख दें। फोटो कलरमीटर में क्युवेट होल्डर स्थापित करें। क्युवेट चैम्बर कवर को बंद न करें।

8. प्रकाश प्रवाह के पथ में विलायक के साथ क्युवेट को रखने के लिए हैंडल 3 "क्यूवेट" का उपयोग करें।

9. नॉब 5 "सेटिंग 0" के साथ माइक्रोएमीटर के पैमाने पर शून्य सेट करें।

10. क्युवेट कम्पार्टमेंट के कवर 1 को बंद करें और माइक्रोएमीटर पॉइंटर को सौवें डिवीजन पर सेट करने के लिए हैंडल 4 "सेटिंग 100" का उपयोग करें।

11. क्युवेट चैम्बर का कवर 1 खोलें और क्युवेट होल्डर को हटा दें। खाली क्युवेट को हटा दें, इसकी मात्रा का 2/3 भाग परीक्षण समाधान की सबसे कम सांद्रता से भरें और इसे बदल दें।

तालिका 1 में एन.

14. क्युवेट चैम्बर का कवर 1 खोलें और क्युवेट होल्डर को हटा दें। परीक्षण समाधान के साथ क्युवेट को हटा दें और इसे उसी एकाग्रता के समाधान के साथ एक जार में डालें। क्युवेट को पोंछें, इसकी मात्रा का 2/3 भाग अगले घोल से भरें और इसे बदल दें।

15. क्युवेट होल्डर को फोटो कलरमीटर में डालें। प्रकाश प्रवाह के पथ में परीक्षण समाधान के साथ क्युवेट को स्थापित करने के लिए हैंडल 3 "क्यूवेट" का उपयोग करें। क्युवेट चैम्बर का ढक्कन बंद कर दें।

16. माइक्रोएमीटर 6 के पैमाने पर रीडिंग बनाएं और लिखेंतालिका 1 में एन.

17. शेष समाधानों के साथ चरण 14-16 करें।

18. सभी समाधानों के साथ बिंदु 14-16 के अनुसार प्रयोगों की दो और श्रृंखलाएँ संचालित करें, सबसे कम सांद्रता वाले समाधान से शुरू करें। अंतिम घोल को निकालना न भूलें।

19. उपकरण को मेन से बंद कर दें।

माप परिणामों का प्रसंस्करण

शेयर. एक पंक्ति के एक स्तंभ के साथ प्रतिच्छेदन पर, संबंधित संप्रेषण मान दिए गए हैं। 0.081 से कम संप्रेषण मूल्यों के अनुरूप अवशोषण मूल्यों की तलाश करते समय, पहले इस संप्रेषण को 10 के कारक से बढ़ाएं, फिर प्राप्त संप्रेषण के अनुरूप अवशोषण मूल्य ढूंढें, और इस मूल्य में एक जोड़ें।

3. सूत्र D | का उपयोग करके D के सभी मानों के लिए इसकी पूर्ण त्रुटि की गणना करें डी सीएफ डी माप | , माध्य D ज्ञात कीजिए ,

परिणामों को तालिका 1 में रिकार्ड करें।

टिप्पणी। यदि ऑप्टिकल घनत्व की पूर्ण त्रुटि की गणना का परिणाम शून्य है, तो D 0.01 स्वीकार करें।

4. सभी के लिए ऑप्टिकल घनत्व डीएवी के औसत मूल्यों के अनुसार

ज्ञात सांद्रता, इसकी पूर्ण त्रुटि को ध्यान में रखते हुए, एक अंशांकन वक्र D f (C ) का निर्माण करते हैं।

5. अज्ञात सांद्रण के विलयन के ऑप्टिकल घनत्व के औसत मान के अनुरूप ग्राफ़ पर बिंदु अंकित करें।

6. अज्ञात सांद्रता के घोल के ऑप्टिकल घनत्व की औसत निरपेक्ष त्रुटि के अंतराल को ग्राफ पर अंकित करें।

7. ग्राफ़ से विलयन की सांद्रता का मान ज्ञात करेंसी एक्स ,

संगत समन्वय अक्ष पर लंब गिराना।

8. ग्राफ़ से समाधान की सांद्रता की पूर्ण त्रुटि निर्धारित करें (पृष्ठ 15 पर उदाहरण देखें)।

9. सूत्र द्वारा अज्ञात समाधान की एकाग्रता निर्धारित करने में सापेक्ष त्रुटि निर्धारित करें:

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

1. पदार्थ द्वारा प्रकाश के अवशोषण की घटना क्या है?

2. प्रकाश की तीव्रता क्या है? इसे किन इकाइयों में मापा जाता है?

3. कौन सा नियम किसी पदार्थ द्वारा प्रकाश के अवशोषण की घटना का वर्णन करता है? इसे तैयार करें और गणितीय रूप से लिखें।

4. अवशोषण गुणांक का भौतिक अर्थ क्या है? इसे किन इकाइयों में मापा जाता है और इसे कैसे निर्दिष्ट किया जाता है?

5. संप्रेषण क्या है? इसे किन इकाइयों में मापा जाता है और इसे कैसे निर्दिष्ट किया जाता है?

6. ऑप्टिकल घनत्व क्या है? इसे किन इकाइयों में मापा जाता है और इसे कैसे दर्शाया जाता है?

7. बियर का नियम बनाइये और लिखिये।

8. कानून बनाओ और लिखोबूगर-लैम्बर्ट।

9. फोटोइलेक्ट्रिक कलरमीटर की ऑप्टिकल योजना बनाएं और इसके मुख्य भागों के उद्देश्य को समझाएं।

10. फोटोइलेक्ट्रोकलोरिमीटर से किसी विलयन में किसी पदार्थ की सांद्रता ज्ञात करने की विधि क्या है?

लैब #5

चीनी मीटर के साथ एक घोल में चीनी की सांद्रता का निर्धारण

कार्य का उद्देश्य: प्रकाश ध्रुवीकरण के सामान्य पैटर्न का अध्ययन करना; सैकेरीमीटर के उपकरण और संचालन के सिद्धांत से परिचित हों; घोल में चीनी की सांद्रता और चीनी के घूर्णन के विशिष्ट स्थिरांक का निर्धारण करें।

उपकरण: सैकेरीमीटर, चीनी के घोल के साथ क्यूवेट।

बुनियादी सैद्धांतिक जानकारी

प्रकाश विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंगों के व्यापक स्पेक्ट्रम का हिस्सा है। विद्युत चुम्बकीय तरंगवैकल्पिक चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र कहलाते हैं, जो परस्पर एक दूसरे को उत्पन्न करते हैं और अंतरिक्ष में फैलते हैं। प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत से यह निष्कर्ष निकलता है कि प्रकाश तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं। ऐसी तरंग की प्रसार रेखा के प्रत्येक बिंदु पर, उसकी दिशा के लंबवत

विद्युत चुम्बकीय प्रकाश तरंग उत्सर्जित करना।

प्रकाश एक प्रकाश स्रोत के कई परमाणुओं का कुल विद्युत चुम्बकीय विकिरण है। परमाणु एक-दूसरे से स्वतंत्र रूप से प्रकाश तरंगें उत्सर्जित करते हैं, इसलिए समग्र रूप से शरीर द्वारा उत्सर्जित प्रकाश तरंग को सभी प्रकार की समसंभाव्य सह-विशेषताओं द्वारा दर्शाया जाता है।

चावल। 2. प्राकृतिक (ए) और ध्रुवीकृत (बी) प्रकाश में प्रकाश वेक्टर का दोलन

प्रकाश वेक्टर के झूले। प्रकाश वेक्टर के दोलन की सभी संभावित दिशाओं वाले प्रकाश को प्राकृतिक कहा जाता है (चित्र 2 ए)।

सूर्य, गरमागरम लैंप, पारा लैंप, फ्लोरोसेंट लैंप प्राकृतिक प्रकाश के स्रोत हैं। प्रकाश, जिसमें प्रकाश सदिश के दोलनों की दिशाओं को किसी प्रकार क्रमबद्ध किया जाता है, कहलाता है

ध्रुवीकृत (चित्रा 2 बी)। यदि सह-

प्रकाश वेक्टर का दोलन केवल एक तल में होता है,

प्रकाश को समतल ध्रुवित कहा जाता है

स्नानघर । वह तल जिसमें प्रकाश सदिश का दोलन होता है, का तल कहलाता है

ध्रुवीकरण (चित्र 3)।

प्रकाश ध्रुवीकरण तब होता है जब प्रकाश ढांकता हुआ की सतह से परावर्तित होता है, जब यह उनमें अपवर्तित होता है, और जब प्रकाश कुछ क्रिस्टल (क्वार्ट्ज, टूमलाइन, आइसलैंड स्पार) से होकर गुजरता है। ये पदार्थ, जिन्हें पोलराइज़र (पोलेरॉइड्स) कहा जाता है, केवल एक विमान (ध्रुवीकरण के विमान) के समानांतर कंपन संचारित करते हैं, और इस विमान के लंबवत कंपन को पूरी तरह से रोकते हैं।

जब प्राकृतिक प्रकाश ढांकता हुआ (चित्र 4) की सीमा से टकराता है, तो अपवर्तित और परावर्तित प्रकाश तरंगें आंशिक रूप से ध्रुवीकृत हो जाती हैं।

परावर्तित किरण के ध्रुवीकरण की डिग्री आपतन कोण में परिवर्तन के साथ बदलती है।

डेनिया. एक कोना है

चावल। 3. ध्रुवीकृत तरंग और ध्रुवीकरण का तल

चावल। 4. परावर्तन एवं अपवर्तन के दौरान प्रकाश का ध्रुवीकरण

वह घटना जिस पर परावर्तित किरण पूरी तरह से ध्रुवीकृत होती है, और अपवर्तित किरण यथासंभव अधिक होती है। इस आपतन कोण को कहा जाता है पूर्ण ध्रुवीकरण कोणया ब्रूस्टर कोण αब्र.

ब्रूस्टर कोण से निर्धारित किया जा सकता है इसी नाम का ब्रूस्टर का नियम: यदि आपतन कोण ब्रूस्टर कोण के बराबर है, तो

परावर्तित और अपवर्तित किरणें परस्पर लंबवत होती हैं, जबकि पूर्ण ध्रुवीकरण के कोण का स्पर्शरेखा दूसरे माध्यम के पूर्ण अपवर्तक सूचकांक और पहले माध्यम के पूर्ण अपवर्तक सूचकांक के अनुपात के बराबर होता है:

ब्र एन 1

जहां n 2 और n 1 क्रमशः दूसरे और पहले मीडिया के पूर्ण अपवर्तक सूचकांक हैं।

आंख प्राकृतिक प्रकाश और ध्रुवीकृत प्रकाश के बीच अंतर नहीं करती है; इसलिए, ध्रुवीकृत प्रकाश का पता उसके लिए अद्वितीय घटनाओं से लगाया जाता है। ध्रुवीकृत प्रकाश को पारंपरिक ध्रुवीकरणकर्ता का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। ध्रुवीकृत प्रकाश का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किए गए ध्रुवीकरणकर्ताओं को विश्लेषक कहा जाता है, अर्थात। एक ही पोलरॉइड का उपयोग पोलराइज़र और विश्लेषक दोनों के रूप में किया जा सकता है।

पोलेरॉइड्स में प्रकाश का ध्रुवीकरण मैलस नियम का पालन करता है: यदि प्राकृतिक प्रकाश दो ध्रुवीकरण उपकरणों से होकर गुजरता है, जिनके ध्रुवीकरण विमान एक दूसरे से कोण पर स्थित होते हैं, तो ऐसी प्रणाली द्वारा प्रेषित प्रकाश की तीव्रता (चित्र 5) cos2 के समानुपाती होगा, जबकि पहले ध्रुवीकरण में प्रकाश अपनी तीव्रता का आधा खो देता है

जहां I ध्रुवीकृत प्रकाश की तीव्रता है जो ध्रुवीकरणकर्ता और विश्लेषक से होकर गुजरी है;

मैं खाता हूँ - प्राकृतिक प्रकाश की तीव्रता;

I 0 ध्रुवीकृत प्रकाश की तीव्रता है जो ध्रुवीकरणकर्ता से होकर गुजरी है; α विश्लेषक और ध्रुवीकरणकर्ता के ध्रुवीकरण विमानों के बीच का कोण है।

चित्र 5. ध्रुवीकरण-विश्लेषक प्रणाली के माध्यम से प्रकाश का मार्ग

यदि विश्लेषक और ध्रुवीकरणकर्ता के ध्रुवीकरण तल समानांतर (=0, 2) हैं, तो यह मालुस नियम का पालन करता है कि अधिकतम संभव तीव्रता का प्रकाश विश्लेषक से होकर गुजरता है। यदि विश्लेषक और ध्रुवीकरणकर्ता के ध्रुवीकरण तल लंबवत (= /2, 3 /2) हैं, तो कोई भी प्रकाश विश्लेषक से होकर नहीं गुजरेगा।

प्रकाश की तीव्रता की कोई सटीक परिभाषा नहीं है। इस शब्द का उपयोग चमकदार प्रवाह, चमक, रोशनी आदि शब्दों के बजाय उन मामलों में किया जाता है, जहां उनकी विशिष्ट सामग्री आवश्यक नहीं है, और केवल उनके अधिक या कम निरपेक्ष मूल्य पर जोर देना आवश्यक है। बहुधा प्रकाशिकी में प्रकाश की तीव्रताएक इकाई क्षेत्र की सतह के माध्यम से विकिरण ऊर्जा को कहा जाता है, यानी, एक इकाई क्षेत्र की सतह के माध्यम से प्रति इकाई समय गुजरने वाली विकिरण ऊर्जा। इस मामले में, तीव्रता की SI इकाई है: =1 W/m2 ( वाट प्रति वर्ग मीटर).

जब ध्रुवीकृत प्रकाश कुछ क्रिस्टल (क्वार्ट्ज, सिनाबार और अन्य) के साथ-साथ चीनी, यूरिया, प्रोटीन के घोल से होकर गुजरता है, तो दोलन तल एक निश्चित कोण से घूमता है। इस घटना को कहा जाता है क्षेत्र के दोलन तल का घूर्णन -

बढ़ी हुई रोशनी. वे पदार्थ जो ध्रुवीकरण के तल को घुमाते हैं

प्रकाशिक रूप से सक्रिय कहा जाता है।

अधिकांश वैकल्पिक रूप से सक्रिय क्रिस्टल के लिए, दो संशोधनों का अस्तित्व पाया गया जो किरण की ओर देखने वाले पर्यवेक्षक के लिए ध्रुवीकरण विमान को दक्षिणावर्त (दाएं हाथ) और वामावर्त (बाएं हाथ) घुमाता है।

समाधानों में, ध्रुवीकरण तल के घूर्णन का कोण समाधान की मोटाई और ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ की सांद्रता के समानुपाती होता है:

जहाँ o घूर्णन का विशिष्ट स्थिरांक है; एल समाधान की मोटाई है;

C प्रकाशिक रूप से सक्रिय पदार्थ की सांद्रता है।

भौतिक अर्थघूर्णन का विशिष्ट स्थिरांक इस तथ्य में निहित है कि यह दर्शाता है कि इकाई लंबाई के प्रकाश के पारित होने के दौरान इकाई सांद्रता का ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ किस कोण पर ध्रुवीकरण के विमान को घुमाता है। सामान्य स्थिति में, यह घोल के तापमान और घोल से गुजरने वाले प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है।

SI में विशिष्ट घूर्णन स्थिरांक की इकाई: [φ 0 ]=1

रेड/एम∙% (रेडियन प्रति मीटर प्रतिशत)।

उत्पादन में, अंतर्राष्ट्रीय चीनी स्केल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसमें 100 एस = 34.62 º कोणीय। इसे ध्यान में रखते हुए, विशिष्ट घूर्णन स्थिरांक की माप की इकाई को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: [φ 0 ]=1 S /m∙% ( डिग्री चीनी स्केलमीटर प्रतिशत).

विधि का औचित्य

ध्रुवीकृत प्रकाश के दोलन के तल के घूमने की घटना का उपयोग पोलीमीटर नामक उपकरणों का उपयोग करके समाधानों में एक वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। पोलारिमीटर, जिसका पैमाना अंतर्राष्ट्रीय चीनी स्केल की इकाइयों में वर्गीकृत किया जाता है, सैकरिमीटर कहलाते हैं।

पोलामीटर और सैकरीमीटर का उपयोग करके चीनी के घोल की सांद्रता का निर्धारण कृषि, रसायन, खाद्य और तेल उद्योगों की प्रयोगशालाओं में अनुसंधान में किया जाता है।

सबसे सरल पोलामीटर (चित्र 6) में दो पोलराइज़र, एक प्रकाश स्रोत और कोणीय मान मापने के लिए एक उपकरण होता है।

चावल। 6. सरलतम ध्रुवमापी की योजना

माप शुरू करने से पहले, ध्रुवीकरणकर्ताओं को इस तरह से स्थापित किया जाता है कि उनके ध्रुवीकरण के विमान परस्पर लंबवत हों। इस मामले में, प्रकाश ध्रुवीकरण-विश्लेषक प्रणाली से नहीं गुजरता है, और पर्यवेक्षक को अंधेरा दिखाई देता है। यदि एक वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ को दो ध्रुवीकरणकर्ताओं के बीच रखा जाता है, तो दृश्य का क्षेत्र स्पष्ट हो जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सक्रिय पदार्थ पहले ध्रुवीकरणकर्ता से निकलने वाले प्रकाश के ध्रुवीकरण के तल को कोण φ द्वारा घुमाता है। परिणामस्वरूप, प्रकाश का कुछ भाग विश्लेषक से होकर गुजरता है, और पर्यवेक्षक इसे नोटिस कर सकता है। फिर से अंधेरा पाने के लिए, आपको ध्रुवीकरण विमान के घूर्णन की दिशा के विपरीत विश्लेषक को घूर्णन कोण φ के बराबर कोण से घुमाना होगा। विश्लेषक का घूर्णन कोण आसानी से मापा जा सकता है। पदार्थ के घूर्णन के विशिष्ट स्थिरांक और वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ के समाधान की मोटाई को जानकर, सूत्र 3 का उपयोग करके समाधान की एकाग्रता निर्धारित करना संभव है।

अक्सर, समाधानों में ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थों की सांद्रता को मापते समय, विशिष्ट घूर्णन स्थिरांक अज्ञात होता है। इस मामले में, उसी पदार्थ से ज्ञात सांद्रता C का घोल लेते हुए, ध्रुवणमापी से इस घोल से ध्रुवीकरण तल के घूर्णन के कोण का निर्धारण करें, और विशिष्ट घूर्णन स्थिरांक o की गणना सूत्र (3) से की जाती है:

किसी अज्ञात विलयन C x की सांद्रता ज्ञात करने के लिए, एक ध्रुवमापी का उपयोग करके, इस विलयन x द्वारा प्रकाश के ध्रुवण तल के घूर्णन कोण का निर्धारण करें। सूत्र (3) और (4) का उपयोग करते हुए, बशर्ते कि समाधान की मोटाई एल बराबर हो, सी एक्स सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

अज्ञात समाधान की एकाग्रता की इस परिभाषा के साथ, जैसा कि सूत्र (5) से देखा जा सकता है, विशिष्ट घूर्णन स्थिरांक के संख्यात्मक मूल्य और पदार्थ के ध्रुवीकरण के विमान को घुमाने वाली परत की मोटाई का ज्ञान आवश्यक नहीं है .

स्थापना विवरण

इस कार्य में, चीनी के घूर्णन के विशिष्ट स्थिरांक और घोल में इसकी सांद्रता को निर्धारित करने के लिए, एक सार्वभौमिक सैकरिमीटर SU-4 का उपयोग किया जाता है। सैकेरीमीटर का योजनाबद्ध आरेख चित्र 7 में दिखाया गया है।

चावल। 7. पेनुमब्रल सैकरिमीटर का योजनाबद्ध आरेख

परीक्षण पदार्थ 5 को पेनुमब्रल पोलराइज़र, जिसमें दो भाग 3 और 4 होते हैं, और विश्लेषक 6 के बीच रखा जाता है। विश्लेषक संचरण मालुस नियम के अनुसार विश्लेषक 6 और विश्लेषक के ध्रुवीकरण विमान के बीच के कोण में परिवर्तन के साथ बदलता है। उस पर आपतित प्रकाश के ध्रुवीकरण का तल।

पेनुमब्रल पोलराइज़र 3 और 4 का उपयोग इस तथ्य के कारण है कि पारंपरिक पोलराइज़र की अंधेरे में सेटिंग पर्याप्त सटीकता से नहीं की जा सकती है। पेनुमब्रल ध्रुवीकरणकर्ताओं में,

चावल। 8. सखा में दृश्य क्षेत्र का दृश्य-अँधेरे के लिए नहीं, बल्कि एक इंस्टालेशन है पेनुमब्रल फ़ील्ड वाला रिमीटर -रिजेटर द्वारा दृश्य क्षेत्र I और II के दो हिस्सों की रोशनी की समानता पर (चित्र 8ए)। मानव आँख समानता के उल्लंघन के प्रति बहुत संवेदनशील है

दो आसन्न क्षेत्रों की रोशनी (चित्र 8 बी, सी), इसलिए, एक पेनम्ब्रा डिवाइस का उपयोग करके, ध्रुवीकरण विमान की स्थिति को सेटिंग की तुलना में बहुत अधिक सटीकता के साथ स्थापित किया जा सकता है

डार्क पोलराइज़र.

प्रतिलिपि

1 प्रयोगशाला कार्य 3.10 विशिष्ट घूर्णन स्थिरांक का निर्धारण और चीनी घोल की सांद्रता ई.वी. कोसिस, वी.आई. रयाबेनकोव। कार्य का उद्देश्य: ऑप्टिकल गतिविधि की घटना का अध्ययन। प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर ध्रुवीकरण के विमान के घूर्णन की निर्भरता का प्रायोगिक सत्यापन। कार्य: चीनी घोल परत की मोटाई पर रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश के ध्रुवीकरण विमान के घूर्णन के कोण की निर्भरता प्राप्त करना। विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लिए चीनी समाधान और विशिष्ट रोटेशन स्थिरांक की एकाग्रता निर्धारित करें। प्रयोगशाला कार्य के लिए तैयारी: ऑप्टिकल गतिविधि की अवधारणा का अध्ययन करें। पोलामीटर के उपकरण और संचालन के सिद्धांत से खुद को परिचित करें। सुरक्षा प्रश्नों के उत्तर तैयार करें. सन्दर्भ 1. सेवेलिव आई.वी. सामान्य भौतिकी का पाठ्यक्रम -एम.: नौका, 1987, खंड 2, अध्याय। XIX, ट्रोफिमोवा टी.आई. भौतिकी का पाठ्यक्रम एम.: उच्चतर. एसएचके जी, खंड 5, अध्याय 22, 196। परीक्षण प्रश्न 1. ध्रुवीकरण तल के घूर्णन की घटना क्या है? 2. कौन से पदार्थ प्रकाशिक रूप से सक्रिय कहलाते हैं? उदाहरण दो। 3. प्रकाशिक रूप से सक्रिय पदार्थों की संरचना क्या है? 4. घूर्णन स्थिरांक किसे कहते हैं और इसे किन इकाइयों में मापा जाता है? 5. ध्रुवीकरण तल के घूर्णन का विशिष्ट स्थिरांक क्या है? इस मात्रा का आयाम क्या है? 6. किसी विलयन की सांद्रता से क्या तात्पर्य है?

2 7. फ्रेस्नेल का घटनात्मक सिद्धांत ऑप्टिकल गतिविधि की घटना की व्याख्या कैसे करता है? 8. ध्रुवण तल का घूमना प्रकाश की तरंगदैर्घ्य पर किस प्रकार निर्भर करता है? 9. ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ से गुजरने वाली दो गोलाकार ध्रुवीकृत तरंगों का ऑप्टिकल पथ अंतर और चरण अंतर क्या है? 10. दो ध्रुवीकरणकर्ताओं का उपयोग करके ध्रुवीकरण के विमान के घूर्णन के कोण को कैसे मापा जा सकता है? 11. पोलिमीटर के डिज़ाइन का वर्णन करें। इसका उपयोग कैसे करना है? 12. इस कार्य में प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लिए विशिष्ट घूर्णी स्थिरांक कैसे निर्धारित किए जाते हैं? सैद्धांतिक परिचय कुछ पदार्थ, जिन्हें प्रकाशिक रूप से सक्रिय कहा जाता है, ध्रुवीकरण के तल को घुमाने की क्षमता रखते हैं। इसका मतलब यह है कि जब रैखिक रूप से ध्रुवीकृत प्रकाश ऐसे पदार्थ से होकर गुजरता है, तो प्रकाश वेक्टर के दोलनों की दिशा धीरे-धीरे बदल जाती है। उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज और नीलम क्रिस्टल ऑप्टिकल रूप से सक्रिय हैं। यदि प्रकाश की किरण को ऐसे क्रिस्टल के ऑप्टिकल अक्ष के साथ निर्देशित किया जाता है, तो ध्रुवीकरण विमान का एक घूर्णन देखा जाएगा। क्रिस्टल के अलावा, ऑप्टिकल गतिविधि कुछ तरल पदार्थों (तारपीन, निकोटीन) के साथ-साथ समाधानों (उदाहरण के लिए, पानी में चीनी का एक समाधान) में निहित है। क्रिस्टल और शुद्ध तरल पदार्थों के लिए, दोलन दिशा के घूर्णन का कोण φ = α d है, (1) जहां d प्लेट या तरल परत की मोटाई है, और α घूर्णन स्थिरांक है। इसे रेडियन प्रति मीटर या डिग्री प्रति मिलीमीटर में व्यक्त किया जाता है। घूर्णन स्थिरांक तरंग दैर्ध्य, पदार्थ की प्रकृति और तापमान पर निर्भर करता है। तो, स्पेक्ट्रम के लाल क्षेत्र में क्वार्ट्ज के लिए, 15 डिग्री मिमी, हरे रंग में - 27 डिग्री मिमी, बैंगनी में - 51 डिग्री मिमी। ये आंकड़े बताते हैं कि क्वार्ट्ज की घूर्णी क्षमता का फैलाव काफी महत्वपूर्ण है।

3 यह दिलचस्प है कि क्वार्ट्ज, अन्य वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों की तरह, दो प्रकार के होते हैं - डेक्सट्रोरोटेटरी और लेवोरोटेटरी। यदि बीम की ओर देखा जाए तो पहला दोलन तल को दक्षिणावर्त घुमाता है, दूसरा विपरीत दिशा में। समाधानों में, घूर्णन कोण φ विलेय की प्रकृति, उसकी सांद्रता और नमूने की लंबाई पर निर्भर करता है, अर्थात् φ = [α]cl। (2) यहां [α] विशिष्ट घूर्णन स्थिरांक है, l घोल में प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी है, और C इसकी द्रव्यमान सांद्रता m C है, (3) V जहां m विघटित सक्रिय पदार्थ का द्रव्यमान है, और V समाधान का आयतन है. विशिष्ट घूर्णन तरंग दैर्ध्य (मोटे दूसरे सन्निकटन में ~) और तापमान (निर्भरता नगण्य है, अधिकांश पदार्थों के लिए तापमान में एक डिग्री की वृद्धि के साथ इसके मूल्य का लगभग एक हजारवां हिस्सा घट जाता है), विलायक पर निर्भर करता है। मात्रा का आयाम 2 2 rad m kg या deg cm g है। संबंध (2) से यह निष्कर्ष निकलता है कि चीनी के घोल से गुजरने वाली किरण के ध्रुवीकरण तल के घूर्णन कोण को मापकर, इसकी सांद्रता की गणना करना संभव है यदि एल भी ज्ञात हो। फ्रेस्नेल द्वारा ऑप्टिकल गतिविधि के लिए एक स्पष्टीकरण प्रस्तावित किया गया था। उनके सिद्धांत के अनुसार, ध्रुवीकरण के तल का घूर्णन विभिन्न दिशाओं में एक वृत्त में ध्रुवीकृत तरंगों के प्रसार वेग में अंतर के कारण होता है। दरअसल, एक रैखिक रूप से ध्रुवीकृत तरंग को दो तरंगों में विघटित किया जा सकता है, जिसमें वेक्टर ई विपरीत दिशाओं में समकालिक रूप से घूमते हैं। यदि तरंगों में से एक का चरण वेग दूसरे से अधिक है, तो जैसे-जैसे वे वैकल्पिक रूप से सक्रिय माध्यम में फैलेंगे, उनके बीच चरण बदलाव बढ़ेगा, और परिणामी वेक्टर के दोलन की दिशा बदल जाएगी।

4 चूंकि इस मामले में अपवर्तक सूचकांक भी भिन्न होंगे, हम वास्तव में द्विअपवर्तन के बारे में बात कर रहे हैं। फ़्रेज़नेल ने प्रयोगात्मक रूप से अपनी धारणाओं की वैधता की पुष्टि की। वह बाएं हाथ और दाएं हाथ के क्वार्ट्ज के मिश्रित प्रिज्म के माध्यम से प्रकाश की किरण को पारित करके एक रैखिक ध्रुवीकृत तरंग को दो गोलाकार ध्रुवीकृत तरंगों में स्थानिक रूप से अलग करने में कामयाब रहे। मान लीजिए कि एक समतल-ध्रुवीकृत विद्युत चुम्बकीय तरंग है जिसकी आवृत्ति x-अक्ष के अनुदिश हमारी ओर फैल रही है (चित्र 1 में ऊर्ध्वाधर वेक्टर E)। इसे गोलाकार ध्रुवीकरण के साथ दो तरंगों के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है। उनमें से एक दाएँ-ध्रुवीकृत है, जिसमें वेक्टर E pr दक्षिणावर्त घूमता है, दूसरा बाएँ-ध्रुवीकृत है और E l वामावर्त घूमता है। ई एल ए ई φ एल φ पीआर ई पीआर ई एल ए φ एल φ ई φ पीआर ई पीआर φ एल = φ पीआर बी 1, जब सदिश समान कोणीय वेग से घूमते हैं, तो किसी भी समय किसी दिए गए बिंदु पर उनकी स्थिति अक्ष AB (φ l = φ pr) के बारे में सममित होगी। जब प्रकाश एक वैकल्पिक रूप से सक्रिय माध्यम में प्रवेश करता है, तो "दाएं" और "बाएं" तरंगों के चरण वेग, और, इसलिए, उनके अपवर्तक सूचकांक एन पीआर और एन एल, अलग हो जाएंगे। फिर इस बी के अंदर किसी भी बिंदु पर

माध्यम के 5, तरंगों में से एक चरण में दूसरे से पीछे रह जाएगी और वैक्टर ई एल और ई पीआर की स्थिति अब अक्ष एबी (छवि 2) के बारे में सममित नहीं होगी। परिणामस्वरूप, वेक्टर E के दोलन की दिशा इस अक्ष के सापेक्ष किसी कोण φ द्वारा घूम जाएगी। चित्र से देखा जा सकता है कि l pr और (pr l) 2 (सभी कोण मापांक लिए गए हैं)। कोण φ पीआर और φ एल में अंतर अनिवार्य रूप से विचारित तरंगों का चरण अंतर δ है, जो निर्धारित होता है, जैसा कि ज्ञात है, सूत्र 2 के अनुसार उनके ऑप्टिकल पथ अंतर Δ द्वारा। यदि ऑप्टिकली सक्रिय परत की मोटाई बराबर है एल, तो Δ= एल (एन एल - एन पीआर) और, परिणामस्वरूप, रोटेशन स्थिरांक एन, एल एन पीआर के बराबर है, जो पूरी तरह से प्रयोगात्मक डेटा से मेल खाता है। विशिष्ट ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थों के लिए n n का मान उपकरण और माप विधि का विवरण है प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान के घूर्णन के कोण को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरणों को पोलिमीटर कहा जाता है। इस कार्य में ऑप्टिकल गतिविधि की घटना का अध्ययन करने के लिए, चार एलईडी वाले एक पोलामीटर का उपयोग किया जाता है। पोलरीमीटर डिवाइस की योजना और उसका स्वरूप चित्र 3 और 4 में दिखाया गया है। ज्ञात तरंग दैर्ध्य के साथ चार मोनोक्रोमैटिक एलईडी में से एक का उपयोग प्रकाश स्रोत के रूप में किया जाता है। स्रोत से प्रकाश एक निश्चित ध्रुवक से होकर गुजरता है और रैखिक रूप से ध्रुवीकृत हो जाता है (चित्र 3)। एक खाली मापने वाले कक्ष के साथ, विश्लेषक के माध्यम से दिखाई देने वाली प्रकाश की तीव्रता सभी रंगों के लिए न्यूनतम होती है जब सूचक 360 (0º) के कोण के अनुरूप रेखा के विपरीत होता है (ध्रुवीकरणकर्ता "पार" होते हैं)।

6 प्रकाश स्रोत घूमने वाला पोलराइज़र 270º 360º + फिक्स्ड पोलराइज़र जब एक डेक्सट्रोटोटरी पदार्थ को माप कक्ष में रखा जाता है, तो ध्रुवीकरण का विमान दक्षिणावर्त घूमता है (जब ऊपर से देखा जाता है)। परिणामस्वरूप, प्रेक्षित प्रकाश की तीव्रता बढ़ जाती है। घूर्णन के कोण को मापने के लिए - प्रकाशिक रूप से सक्रिय पदार्थ 90º 180º चित्र। 3 अवलोकन पोर्ट संदर्भ बिंदु विश्लेषक माप कक्ष एलईडी स्विच चित्र। 4

7वीं कंपनी, आपको विश्लेषक डिस्क को दक्षिणावर्त (स्थिति 360 के सापेक्ष) घुमाने की आवश्यकता है ताकि प्रकाश की तीव्रता फिर से न्यूनतम हो जाए। सूचक के विरुद्ध गिने गए कोण को p (p) द्वारा निरूपित किया जाता है< 360). При этом искомый угол поворота плоскости поляризации будет равен = 360 р. Если поместить в измерительную камеру левовращающее вещество, то для уменьшения интенсивности надо поворачивать анализатор против часовой стрелки. В этом случае угол поворота плоскости поляризации будет = р. Порядок выполнения работы Для выполнения лабораторной работы студентам предоставляется четыре различных оптически активных раствора. Упражнение 1. Измерение угла поворота плоскости поляризации в зависимости от длины образца. 1. Включите питание поляриметра и убедитесь в том, что минимум интенсивности света, прошедшего через анализатор, получается при угле 360º. 2. Снимите с поляриметра диск анализатора и выньте из измерительной камеры цилиндрическую емкость-образец. Влейте в нее 10 мл раствора 1 (при этом длина образца l= 19 мм). 3. Протрите наружные стенки емкости насухо и установите ее в измерительную камеру, следя за тем, чтобы жидкость не попала на стенки измерительной камеры. 4. Поместите на камеру диск анализатора. Внимание! Соблюдайте особую осторожность при снятии и установке на место диска анализатора! 5. Поставьте переключатель светодиодов в положение отвечающее красному цвету. 6. Глядя в анализатор, поворачивайте его так, чтобы яркость выходящего из него света уменьшалась, и установите его в положение соответствующее минимальной яркости. 7. Занесите угол поворота φ (с учетом знака) в таблицу 1.

8 तालिका 1 प्रयोग संख्या समाधान मात्रा, एमएल एल, मिमी लाल 630 एनएम पीला 580 एनएम φ, डिग्री हरा 525 एनएम नीला 468 एनएम लाल एलईडी के बजाय बारी-बारी से पीले, हरे और नीले एलईडी चालू करें। प्रत्येक मामले में रोटेशन के कोण को मापें और तालिका में परिणाम (हस्ताक्षर के अधीन) रिकॉर्ड करें, मापने वाले कक्ष से कंटेनर को हटा दें। इसमें उसी घोल का अतिरिक्त 10 मिलीलीटर डालें (इस मामले में, तरल स्तंभ एल की ऊंचाई 38 मिमी होगी।)। 10. कंटेनर को वापस मापने वाले कक्ष में रखें, ध्यान रखें कि इसकी दीवारों पर कोई तरल न लगे। 11. पैराग्राफ में वर्णित कोणों की माप करें 40, 60, 80 और 100 मिलीलीटर घोल के लिए समान माप करें। सभी परिणामों को तालिका में रिकॉर्ड करें कंटेनर निकालें और घोल को वापस बर्तन में डालें 1. अभ्यास 2. घोल की सांद्रता के आधार पर ध्रुवीकरण विमान के घूर्णन के कोण को मापना। 1. नमूना कंटेनर में 100 मिलीलीटर घोल 2 डालें और कंटेनर को वापस मापने वाले कक्ष में रखें, यह सुनिश्चित करते हुए कि तरल कक्ष की दीवारों पर न लगे। 2. चारों रंगों में से प्रत्येक के लिए घूर्णन कोण φ मापें और परिणाम (चिह्न को ध्यान में रखते हुए) तालिका में दर्ज करें।

9 शाखाओं वाले जहाज़। तालिका 2 में सभी परिणाम दर्ज करें। पहली तालिका से समाधान 1 के लिए डेटा लें। तालिका 2 समाधान एल, मिमी लाल 630 एनएम पीला 580 एनएम, डिग्री। हरा 525 एनएम नीला 468 एनएम प्रसंस्करण माप परिणाम व्यायाम मिलीमीटर पेपर की एक शीट पर, सभी चार तरंग दैर्ध्य के लिए एल पर ध्रुवीकरण विमान के घूर्णन के कोण की निर्भरता को प्लॉट करें। 2. सुनिश्चित करें कि l पर निर्भरता रैखिक है और सभी रेखाएँ शून्य से होकर गुजरती हैं। प्रत्येक सीधी रेखा के लिए ढलान k को /l के अनुपात के रूप में निर्धारित करें। सूत्र (2) के अनुसार, यह गुणांक किसी दिए गए रंग के लिए घूर्णन स्थिरांक और समाधान 1 की सांद्रता का उत्पाद है, अर्थात। k = [α] C α] s, स्पष्ट संबंध k k w का उपयोग करते हुए। f 4. सूत्र k k f f, k k f f द्वारा परिणामों की त्रुटियों का अनुमान लगाएं

10 जहां क ल क. l = 114 मिमी के लिए कोण φ लेने की अनुशंसा की जाती है। 5. Δ[α] के मानों की गणना करें और अंतिम परिणाम को [α] ± Δ[α] के रूप में लिखें। 6. प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर विशिष्ट घूर्णन स्थिरांक की निर्भरता को आलेखित करें और सुनिश्चित करें कि यह उस सिद्धांत के अनुरूप है जिसके अनुसार ~। इसके लिए, घूर्णन स्थिरांक [α] और सुक्रोज ज्ञात है, यह मानते हुए सैद्धांतिक मूल्यों [α] की गणना की जानी चाहिए। अभ्यास तालिका 2 में डेटा का उपयोग करके, सभी चार रंगों के लिए सूत्र सी एल का उपयोग करके प्रत्येक समाधान की एकाग्रता निर्धारित करें। 2. प्रत्येक विलयन की सांद्रता के औसत मान की गणना करें। 3. प्रत्येक तरंग दैर्ध्य के लिए समाधान की सांद्रता पर ध्रुवीकरण के विमान के घूर्णन के कोण का ग्राफ़ बनाएं। प्राप्त परिणामों की तुलना सिद्धांत से करें। 2

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) हवा से प्रकाश की किरण किस कोण पर किसी तरल पदार्थ की सतह पर गिरनी चाहिए ताकि पानी से भरे कांच के बर्तन (n =.5) के तल से परावर्तित होने पर (n 2 =.33) प्रकाश पूरी तरह से चमक जाए ध्रुवीकृत. 2) क्या है

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प्रयोगशाला कार्य 3.02. ध्रुवीकृत प्रकाश की जांच परिचय इस पेपर में, हम विद्युत चुम्बकीय तरंगों के ध्रुवीकरण से जुड़ी घटनाओं की जांच करेंगे। तरंग प्रसार की प्रक्रिया है

प्रयोगशाला कार्य 9 प्रकाश के ध्रुवीकरण के तल के घूर्णन का अध्ययन करना कार्य का उद्देश्य: ऑप्टिकल गतिविधि की घटना से परिचित होना और समाधान में चीनी की एकाग्रता का निर्धारण करना। उपकरण: गोलाकार ध्रुवमापी

प्रयोगशाला कार्य 3.03 समान झुकाव वाले छल्लों का उपयोग करके एक एकवर्णीय स्रोत की तरंग लंबाई का निर्धारण V.I. रयाबेनकोव, ई.वी. कोसिस कार्य का उद्देश्य: ऑप्टिकल की मोनोक्रोमैटिक तरंगों के हस्तक्षेप का अध्ययन करना

विद्युत चुम्बकीय तरंगों का ध्रुवीकरण. (कार्यशाला 47 और 4 के कार्यों के विवरण के अनुसार प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत से, मैक्सवेल के समीकरणों की प्रणाली के आधार पर, यह निष्कर्ष निकलता है कि प्रकाश तरंगें अनुप्रस्थ होती हैं। इसका मतलब है,

प्रयोगशाला कार्य 9ए अर्धचालक लेजर के ध्रुवीकृत प्रकाश का अध्ययन। मालुस का नियम. ब्रूस्टर एंगल कार्य का उद्देश्य:) लेजर विकिरण के ध्रुवीकरण की डिग्री निर्धारित करना) कानून की वैधता को सत्यापित करना

प्रयोगशाला कार्य 16 प्रकाश तरंगों के ध्रुवीकरण का अध्ययन सिद्धांत चित्र 6 चित्र 63 सभी विद्युत चुम्बकीय तरंगें अनुप्रस्थ हैं, अर्थात। विद्युत ई और चुंबकीय के परस्पर लंबवत सदिश

रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय

विकल्प 1 / КР-5 1. किसी पिंड की सतह पर सामान्यतः आपतित विद्युत चुम्बकीय तरंग की तीव्रता 2.7 mW/m 2 है। सतह पर इस तरंग का दबाव 12 pPa है। प्रकाश का परावर्तन क्या है.

"कज़ान (प्रिवोलज़्स्की) संघीय विश्वविद्यालय" भौतिकी संस्थान, प्रयोगशाला कार्य 701 पर रिपोर्ट, ध्रुवीकृत प्रकाश प्राप्त करना और उसका अध्ययन करना। 2016 लैब 701 अधिग्रहण और अनुसंधान

प्रयोगशाला कार्य 0 विवर्तन झंझरी का अध्ययन उपकरण और सहायक उपकरण: स्पेक्ट्रोमीटर, इलुमिनेटर, 0.0 मिमी की अवधि के साथ विवर्तन झंझरी। परिचय विवर्तन प्रेक्षित घटनाओं का एक समूह है

कार्य 3.05 फ़्रेज़नेल सूत्र - जीवन का सिद्धांत ओ.एस. वाविलोवा यू.पी. यशिन कार्य का उद्देश्य: दो ढांकता हुआ की सीमा पर प्रकाश और प्रकाश के अपवर्तन के लिए फ्रेस्नेल सिद्धांत का अध्ययन करना, ऊर्जा संबंधों की जांच करना

मॉस्को राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय। एन.ई. बाउमन एस.एल. टिमचेंको, एन.ए. ज़ादोरोज़्नी ए.वी. सेमीकोलेनोव, वी. जी. गोलूबेव, ए.वी. क्रावत्सोव इंटरफ़ेस पर प्रकाश तरंगों का परावर्तन और अपवर्तन

5 तरंग प्रकाशिकी मूल सूत्र और परिभाषाएँ

शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी, उच्च व्यावसायिक शिक्षा के राज्य शैक्षणिक संस्थान, पेट्रोज़ावोडस्क राज्य विश्वविद्यालय की समीक्षा की गई और प्रकाशन के लिए अनुशंसित किया गया।

रूसी संघ की शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी उख्ता राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय 53 ध्रुवीकरण विमान के प्राकृतिक घूर्णन का अध्ययन छात्रों के लिए प्रयोगशाला कार्य के लिए दिशानिर्देश

राज्य उच्च शैक्षणिक संस्थान "डोनेट्स्क राष्ट्रीय तकनीकी विश्वविद्यालय" भौतिकी विभाग प्रयोगशाला कार्य पर रिपोर्ट 86 एक गोनियोमीटर की मदद से फैलाव का अध्ययन समूह व्याख्याता के एक छात्र द्वारा पूरा किया गया

90 कार्य 1. सही उत्तर चुनें: प्रकाश का ध्रुवीकरण 1. प्रकाश का ध्रुवीकरण प्रकाश का एक गुण है .... क) तथ्य यह है कि प्रकाश तरंग अनुदैर्ध्य है; बी) विद्युत का उन्मुखीकरण

प्रयोगशाला कार्य 3.06 विवर्तन झंझरी का उपयोग करके प्रकाश तरंग लंबाई का निर्धारण एकोनोमोव, कोसिस ई.वी. कार्य का उद्देश्य: विवर्तन झंझरी पर प्रकाश तरंगों के विवर्तन की घटना का अध्ययन करना। व्यायाम:

प्रयोगशाला कार्य 3.07 वर्णक्रमीय उपकरण के रूप में विवर्तन ग्रेटिंग एन.А. इकोनोमोव, ए.एम. पोपोव। कार्य का उद्देश्य: विवर्तन झंझरी के कोणीय फैलाव का प्रयोगात्मक निर्धारण और इसकी अधिकतम की गणना

`प्रयोगशाला कार्य 3.0 न्यूटन के छल्लों की सहायता से लेंस की वक्रता त्रिज्या का निर्धारण। कार्य का उद्देश्य इस कार्य का उद्देश्य प्रकाश हस्तक्षेप की घटना और मापने के लिए इस घटना के अनुप्रयोग का अध्ययन करना है

प्रयोगशाला कार्य 49 प्रकाश के ध्रुवीकरण का अध्ययन। ब्रूस्टर कोण का निर्धारण इस कार्य का उद्देश्य लेजर विकिरण के ध्रुवीकरण का अध्ययन करना है; ब्रूस्टर कोण और कांच के अपवर्तनांक का प्रयोगात्मक निर्धारण।

प्रयोगशाला कार्य 3. फ्राउनहोफर विवर्तन कार्य का उद्देश्य: एकल स्लिट, एक-आयामी और दो-आयामी विवर्तन पर समानांतर किरणों में प्रकाश के विवर्तन के परिणामस्वरूप प्राप्त विवर्तन पैटर्न का अध्ययन करना

कार्य 27ए प्रकाश के ध्रुवीकरण का अध्ययन कार्य का उद्देश्य: ढांकता हुआ से परावर्तन पर प्रकाश के ध्रुवीकरण का अध्ययन, पूर्ण ध्रुवीकरण के कोण का निर्धारण। पोलेरॉइड के माध्यम से प्रकाश के पारित होने की जांच। उपकरण:

रूस के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय संघीय राज्य बजटीय शैक्षिक संस्थान उच्च व्यावसायिक शिक्षा "उख्ता राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय" (यूएसटीयू) 53

प्रयोगशाला कार्य 6 (8) पारदर्शी विवर्तन झंझरी का अध्ययन कार्य का उद्देश्य: पारदर्शी विवर्तन झंझरी से परिचित होना, लाल और हरे रंगों की तरंग दैर्ध्य का निर्धारण, फैलाव का निर्धारण।

रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय टॉम्स्क स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ कंट्रोल सिस्टम एंड रेडियोइलेक्ट्रॉनिक्स (TUSUR) भौतिकी विभाग

ऑप्टिकल गतिविधि, प्रकाश की ध्रुवीकृत किरण के ध्रुवीकरण के विमान को घुमाने की क्षमता, ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थों के पास होती है। यौगिकों की ऑप्टिकल गतिविधि उनके अणुओं की चिरलिटी और समरूपता तत्वों की अनुपस्थिति के कारण होती है।

वैकल्पिक रूप से सक्रिय यौगिक की प्रकृति के आधार पर, ध्रुवीकरण विमान का घूर्णन दिशा और घूर्णन के कोण में भिन्न हो सकता है। यदि ध्रुवीकरण का तल दक्षिणावर्त घूमता है, तो घूर्णन की दिशा "+" चिह्न द्वारा इंगित की जाती है, यदि विपरीत दिशा में - चिह्न "-" द्वारा। पहले मामले में, पदार्थ को दाएं हाथ वाला कहा जाता है, और दूसरे में - बाएं हाथ वाला। प्रारंभिक स्थिति से ध्रुवीकरण के विमान के विचलन की मात्रा, कोणीय डिग्री में व्यक्त की जाती है, जिसे घूर्णन कोण कहा जाता है और इसे ग्रीक अक्षर ए द्वारा दर्शाया जाता है।

घूर्णन का कोण ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ की प्रकृति और मोटाई, तापमान, विलायक की प्रकृति और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है।

प्रकाश के ध्रुवीकरण के तल को घुमाने के लिए विभिन्न पदार्थों की क्षमता के तुलनात्मक मूल्यांकन के लिए, विशिष्ट घूर्णन [ए]डी> की गणना की जाती है। .UE रोटेशन एक ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ का स्थिरांक है, मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के ध्रुवीकरण के विमान का रोटेशन, एक ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ की 1 डीएम मोटी परत के कारण होता है जब 1 मिलीलीटर मात्रा में 1 ग्राम पदार्थ की सामग्री में परिवर्तित होता है। :

जहां a घूर्णन का मापा कोण है, डिग्री; डी मोनोक्रोमैटिक प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है; t वह तापमान है जिस पर माप किया गया था; / - परत की मोटाई, डीएम; सी घोल की सांद्रता है, जिसे प्रति 100 मिलीलीटर घोल में पदार्थ के ग्राम में व्यक्त किया जाता है।

आमतौर पर, विशिष्ट घुमाव का निर्धारण 20 डिग्री सेल्सियस और सोडियम की डी-लाइन (À, = 589.3 एनएम) के अनुरूप तरंग दैर्ध्य पर किया जाता है।

तरल पदार्थों के लिए, विशिष्ट रोटेशन

जहाँ d तरल पदार्थ का घनत्व, g/ml है।

अक्सर, विशिष्ट घुमाव के बजाय, दाढ़ ep-ù^Hèe की गणना की जाती है (निम्न सूत्र के अनुसार:

से 100" जहां एम आणविक भार है।

घूर्णन के कोण का माप आयोलारिमिया-झुंड (चित्र 1.101) की सहायता से किया जाता है, जो ± 0.02 ° की सटीकता के साथ परिणाम प्राप्त करने की अनुमति देता है।

पोलरीमीटर के संचालन का सिद्धांत इस प्रकार है: स्रोत - सोडियम लैंप 1 - से उत्सर्जित बिखरी हुई प्रकाश किरण पोलराइज़र 3 (निकोल प्रिज्म) से होकर गुजरती है और एक समतल ध्रुवीकृत में बदल जाती है। यह किरण प्राकृतिक किरण से इस मायने में भिन्न है कि विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सदिशों का दोलन एक तल में होता है, जिसे ध्रुवीय तल कहा जाता है।

चावल। 1.101. ध्रुवणमापी:

1 - प्रकाश स्रोत; 2 - द्विवर्णी फ़िल्टर; 3 - निकोल ध्रुवीकरण प्रिज्म (ध्रुवीकरण); 4 - किसी पदार्थ के घोल के साथ क्युवेट; 5 - निकोलस प्रिज्म (विश्लेषक) का विश्लेषण कर रहे हैं; 6 - पैमाना; 7 - ऐपिस; 8 - विश्लेषक नियंत्रण संभाल

zation. एक वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ 4 के साथ एक क्युवेट को ध्रुवीकृत बीम के पथ पर रखा जाता है, जो एक निश्चित कोण पर ध्रुवीकरण विमान को बाईं या दाईं ओर घुमाने में सक्षम होता है। घूर्णन के कोण को मापने के लिए, एक और निकोल प्रिज्म लगाया जाता है - विश्लेषक 5. इसे दाएं या बाएं घुमाने से, प्रेषित प्रकाश किरण पूरी तरह से बुझ जाती है। जिस कोण से विश्लेषक को घुमाया गया वह देखे गए ऑप्टिकल घुमाव को दर्शाता है। कोण का मान 6 के पैमाने पर तय किया जाता है।

मापन तकनीक. सबसे पहले प्रिज्म की शून्य स्थिति निर्धारित करें। ऐसा करने के लिए, यदि किसी शुद्ध तरल पदार्थ की जांच की जा रही है, तो डिवाइस में एक खाली क्युवेट 4 रखा जाता है, या एक विलायक से भरी ट्यूब रखी जाती है। यदि डिवाइस में अंतर्निहित पीली रोशनी फिल्टर है तो डिवाइस के सामने एक इलेक्ट्रिक बल्ब 1 स्थापित किया गया है। फिर विश्लेषक प्रिज्म को ऐसी स्थिति में लाया जाता है जहां देखने के दोनों क्षेत्रों में समान रोशनी होती है। इसे तीन बार दोहराया जाता है और प्राप्त रीडिंग से औसत मान लिया जाता है, जिसे प्रिज्म की शून्य स्थिति के रूप में लिया जाता है। उसके बाद, परीक्षण समाधान या तरल के साथ एक ट्यूब रखी जाती है और, जैसा कि ऊपर बताया गया है, पोलरीमीटर की रीडिंग ली जाती है।

समाधान की तैयारी. सावधानी से तौले गए 0.1-0.5 ग्राम वजन वाले नमूने को 25 मिलीलीटर विलायक में वॉल्यूमेट्रिक फ्लास्क में घोल दिया जाता है। आमतौर पर पानी, इथेनॉल, क्लोरोफॉर्म का उपयोग विलायक के रूप में किया जाता है। घोल स्पष्ट, अघुलनशील निलंबित कणों से मुक्त और यदि संभव हो तो रंगहीन होना चाहिए। यदि एक अपारदर्शी समाधान प्राप्त होता है, तो इसे एक पेपर फिल्टर के माध्यम से फ़िल्टर किया जाना चाहिए, छानने के पहले भाग को हटा दें, और पोलारिमेट्रिक ट्यूब के दूसरे भाग को भरें और निर्धारण के साथ आगे बढ़ें।

पोलारिमेट्रिक ट्यूब भरना। पोलारिमेट्रिक क्युवेट 4 (चित्र 1.101) का एक सिरा एक नोजल से पेंच किया गया है। ट्यूब को लंबवत रखा जाता है और एक घोल से तब तक भरा जाता है जब तक कि ट्यूब के ऊपरी सिरे के ऊपर एक गोल मेनिस्कस न बन जाए। एक कांच की प्लेट को ट्यूब के अंत में धकेल दिया जाता है ताकि ट्यूब में कोई हवा के बुलबुले न रहें, और फिर एक पीतल की नोजल लगा दी जाती है।

ध्यान दें / कांच और पीतल के नोजल के बीच एक रबर पैड रखा जाता है। &ग्लास ट्यूब के सिरे और ग्लास स्पेसर के बीच एक-दूसरे को न काटें, क्योंकि ग्लास-टू-ग्लास संपर्क टूट जाएगा।

घोल से भरी पोलीमीटर ट्यूब को पोलीमीटर में रखा जाता है और स्केल को पढ़कर घूर्णन को मापा जाता है। कम से कम तीन माप लिए जाते हैं और प्राप्त आंकड़ों का औसत निकाला जाता है। देखे गए घूर्णन की गणना प्राप्त और शून्य मानों के बीच अंतर के रूप में की जाती है। इस परिणाम का उपयोग दिए गए सूत्रों में से किसी एक का उपयोग करके विशिष्ट रोटेशन की गणना करने के लिए किया जाता है। [ए]^ के परिकलित मूल्यों की तुलना साहित्य डेटा से की जाती है।

कार्यशाला

व्यायाम। निम्नलिखित पदार्थों के 20 डिग्री सेल्सियस पर पानी में विशिष्ट घूर्णन निर्धारित करें: ग्लूकोज, एक्स)-राइबोस, एक्स-एस्कॉर्बिक एसिड, आर्बुटिन, माल्टोज़, सुक्रोज़, ग्लाइकोजन, एन-एस्कॉर्बिक एसिड।

ऑप्टिकल रोटेशन

ऑप्टिकल रोटेशन किसी पदार्थ की ध्रुवीकरण के विमान को घुमाने (घूमने) की क्षमता है जब ध्रुवीकृत प्रकाश इसके माध्यम से गुजरता है। यह गुण कुछ पदार्थों में होता है, जिन्हें प्रकाशिक रूप से सक्रिय कहा जाता है। वर्तमान में, ऐसे कई पदार्थ ज्ञात हैं: क्रिस्टलीय पदार्थ (क्वार्ट्ज), शुद्ध तरल पदार्थ (तारपीन), निष्क्रिय सॉल्वैंट्स में कुछ वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों (यौगिकों) के समाधान (ग्लूकोज, चीनी, लैक्टिक एसिड और अन्य के जलीय घोल)। उन सभी को 2 प्रकारों में विभाजित किया गया है:

• पहला प्रकार: पदार्थ जो एकत्रीकरण की किसी भी अवस्था में वैकल्पिक रूप से सक्रिय होते हैं (कपूर, शर्करा, टार्टरिक एसिड);
• दूसरा प्रकार: पदार्थ जो क्रिस्टलीय चरण (क्वार्ट्ज) में सक्रिय होते हैं।

ये पदार्थ दाएँ और बाएँ रूप में विद्यमान हैं। दूसरे प्रकार से संबंधित पदार्थों के विभिन्न रूपों की ऑप्टिकल गतिविधि में समान निरपेक्ष मान और विभिन्न संकेत (ऑप्टिकल एंटीपोड) होते हैं; वे समान और अप्रभेद्य हैं। पहले प्रकार के पदार्थों के बाएँ और दाएँ रूपों के अणु अपनी संरचना में दर्पण छवि वाले होते हैं, वे एक दूसरे से भिन्न होते हैं (ऑप्टिकल आइसोमर्स)। इसी समय, शुद्ध ऑप्टिकल आइसोमर्स अपने रासायनिक और भौतिक गुणों में एक दूसरे से भिन्न नहीं होते हैं, लेकिन रेसमेट के गुणों से भिन्न होते हैं - समान मात्रा में ऑप्टिकल आइसोमर्स का मिश्रण। इसलिए, उदाहरण के लिए, रेसमेट के लिए, गलनांक शुद्ध आइसोमर की तुलना में कम होता है।

पहले प्रकार के पदार्थों के संबंध में, "दाएं" (डी) और "बाएं" (एल) में विभाजन सशर्त है और यह ध्रुवीकरण विमान के घूर्णन की दिशा को इंगित नहीं करता है, लेकिन दूसरे प्रकार के पदार्थों के लिए इसका मतलब है सीधे घूमने की दिशा: "दाएँ हाथ" (घड़ी की दिशा में घूमना और "+" चिन्ह के साथ कोण मान α होना) और "बाएँ हाथ" (वामावर्त घूमना और "-" चिन्ह के साथ कोण मान α होना ). बाएं हाथ और दाएं हाथ के ऑप्टिकल आइसोमर्स वाला रेसमेट वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय है और इसे "±" चिह्न द्वारा दर्शाया जाता है।

ध्रुवनमापन

ध्रुवनमापन- अनुसंधान की एक ऑप्टिकल विधि, जो पदार्थों (यौगिकों) की संपत्ति पर आधारित है ताकि उनके माध्यम से गुजरने के बाद ध्रुवीकरण के विमान को घुमाया जा सके समतल-ध्रुवीकृत प्रकाश, यानी प्रकाश तरंगें जिसमें विद्युत चुम्बकीय दोलन केवल एक विमान की एक दिशा में फैलते हैं . इस मामले में, ध्रुवीकरण का विमान वह विमान है जो अपने दोलनों की दिशा के लंबवत ध्रुवीकृत किरण से होकर गुजरता है। "ध्रुवीकरण" (ग्रीक पोलो, अक्ष) शब्द का अर्थ प्रकाश कंपन की दिशात्मकता का उद्भव है।

जब प्रकाश की एक ध्रुवीकृत किरण को वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ से गुजारा जाता है, तो ध्रुवीकरण का तल बदल जाता है और एक निश्चित कोण α - ध्रुवीकरण के तल के घूर्णन के कोण - से घूमता है। कोणीय डिग्री में व्यक्त इस कोण का मान, विशेष ऑप्टिकल उपकरणों - पोलिमीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। माप के लिए, विभिन्न प्रणालियों के पोलामीटर का उपयोग किया जाता है, लेकिन वे सभी ऑपरेशन के एक ही सिद्धांत पर आधारित होते हैं।

एक ध्रुवमापी के मुख्य भाग हैं: एक ध्रुवीकरणकर्ता ध्रुवीकृत किरणों का एक स्रोत है और एक विश्लेषक उनका अध्ययन करने के लिए एक उपकरण है। ये भाग विशेष प्रिज्म या प्लेटें हैं जो विभिन्न खनिजों से बने होते हैं। ऑप्टिकल रोटेशन को मापने के लिए, पोलरीमीटर के अंदर लैंप से प्रकाश किरण ध्रुवीकरण विमान का एक निश्चित अभिविन्यास प्राप्त करने के लिए पहले पोलराइज़र से गुजरती है, और फिर पहले से ही ध्रुवीकृत प्रकाश किरण परीक्षण नमूने से गुजरती है, जिसे पोलराइज़र और के बीच रखा जाता है। विश्लेषक. यदि नमूना ऑप्टिकली सक्रिय है, तो इसके ध्रुवीकरण का तल घूम जाता है। इसके अलावा, ध्रुवीकरण के एक बदले हुए विमान के साथ प्रकाश की एक ध्रुवीकृत किरण विश्लेषक में प्रवेश करती है और पूरी तरह से इसके माध्यम से नहीं गुजर सकती है, अंधेरा हो जाता है। और प्रकाश किरण को विश्लेषक से पूरी तरह से गुजरने के लिए, इसे ऐसे कोण से घुमाया जाना चाहिए जो अध्ययन के तहत नमूने द्वारा ध्रुवीकरण विमान के घूर्णन के कोण के बराबर होगा।

किसी विशेष प्रकाशीय सक्रिय पदार्थ के घूर्णन कोण का मान उसकी प्रकृति, उसकी परत की मोटाई, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। समाधान के लिए कोण α का मान निहित पदार्थ की एकाग्रता (ऑप्टिकल रूप से सक्रिय) और विलायक की प्रकृति पर भी निर्भर करता है। यदि विलायक बदल दिया जाए, तो घूर्णन का कोण परिमाण और संकेत दोनों में बदल सकता है। घूर्णन का कोण परीक्षण नमूने के तापमान पर भी निर्भर करता है, इसलिए सटीक माप के लिए, यदि आवश्यक हो, तो नमूनों को थर्मोस्टेट किया जाता है। जैसे-जैसे तापमान 20°C से 40°C तक बढ़ता है, ऑप्टिकल गतिविधि बढ़ जाती है। हालाँकि, ज्यादातर मामलों में, जिस तापमान पर माप किया जाता है उसका प्रभाव नगण्य होता है। स्थितियाँ जिनके तहत निर्धारण किया जाता है (जब तक कि अन्यथा न कहा गया हो): 20 डिग्री सेल्सियस, प्रकाश तरंग दैर्ध्य 589.3 एनएम (सोडियम स्पेक्ट्रम में डी लाइन की तरंग दैर्ध्य)।

पोलारिमेट्रिक विधि का उपयोग करके, ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थों की शुद्धता का आकलन करने के लिए परीक्षण किए जाते हैं, और समाधान में उनकी एकाग्रता निर्धारित की जाती है। किसी पदार्थ की शुद्धता का मूल्यांकन विशिष्ट घूर्णन [α] के मान से किया जाता है, जो एक स्थिरांक है। मान [α] एक विशिष्ट ऑप्टिकली सक्रिय माध्यम में ध्रुवीकरण विमान के घूर्णन का कोण है, जिसमें 1 ग्राम/एमएल के इस पदार्थ की सांद्रता पर 1 डीएम की परत मोटाई, 20 डिग्री सेल्सियस और 589.3 एनएम की तरंग दैर्ध्य होती है।

गणना [ए] उन पदार्थों के लिए जो समाधान में हैं:

तरल पदार्थों के लिए (उदाहरण के लिए, कुछ तेलों के लिए):

अब, घूर्णन के कोण को मापकर, किसी विशेष पदार्थ का मान [α] और लंबाई ℓ जानकर, हम अध्ययन के तहत समाधान में पदार्थ (ऑप्टिकल रूप से सक्रिय) की एकाग्रता की गणना कर सकते हैं:

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि [α] का मान स्थिर है, लेकिन केवल एक निश्चित एकाग्रता सीमा में, जो इस सूत्र का उपयोग करने की संभावना को सीमित करता है।

आवेदनध्रुवनमापनवीगुणवत्ता नियंत्रण

पोलारिमेट्रिक अनुसंधान विधि का उपयोग पदार्थों की पहचान करने, उनकी शुद्धता सत्यापित करने और मात्रात्मक विश्लेषण के लिए किया जाता है।

फार्माकोपियोअल उद्देश्यों के लिए, विधि का उपयोग औषधीय उत्पादों में पदार्थों की मात्रात्मक सामग्री और पहचान निर्धारित करने के लिए किया जाता है, और इसका उपयोग शुद्धता परीक्षण के रूप में भी किया जाता है, जो ऑप्टिकली निष्क्रिय विदेशी पदार्थों की अनुपस्थिति की पुष्टि करता है। तरीका ध्रुवनमापनओएफएस 42-0041-07 "पोलारिमेट्री" (रूसी संघ के राज्य फार्माकोपिया XII संस्करण, भाग 1) में विनियमित।

दवाओं के लिए ऑप्टिकल गतिविधि का निर्धारण करने का महत्व मानव शरीर पर अलग-अलग शारीरिक प्रभाव डालने वाले ऑप्टिकल आइसोमर्स की ख़ासियत से जुड़ा है: बाएं हाथ के आइसोमर्स की जैविक गतिविधि अक्सर दाएं हाथ के आइसोमर्स की तुलना में अधिक मजबूत होती है। उदाहरण के लिए, कुछ कृत्रिम रूप से उत्पादित दवाएं ऑप्टिकल आइसोमर्स के रूप में मौजूद हैं लेकिन जैविक रूप से केवल लेवरोटेटरी आइसोमर के रूप में सक्रिय हैं। उदाहरण के लिए, लेवोमेथिसिन दवा केवल लेवोरोटेटरी रूप में जैविक रूप से सक्रिय है।

कॉस्मेटिक उत्पादों के उत्पादन में ध्रुवनमापनइसमे लागू गुणवत्ता नियंत्रणकच्चे माल और उत्पादों में वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों की सांद्रता के विश्लेषण और निर्धारण के साथ-साथ उनकी पहचान और शुद्धता के लिए। यह विधि महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, आवश्यक तेलों के विश्लेषण में, क्योंकि उनके ऑप्टिकल आइसोमर्स की जैव रासायनिक और शारीरिक क्रिया भिन्न होती है, गंध, स्वाद और औषधीय गुणों में अंतर होता है। तो, (-)-कैमोमाइल में α-बिसाबोलोल का अच्छा सूजनरोधी प्रभाव होता है। लेकिन (+)-α-बिसाबोलोल को बालसम चिनार से अलग किया जाता है और कृत्रिम रूप से प्राप्त (±)-बिसाबोलोल (रेसमेट) का प्रभाव समान होता है, लेकिन बहुत कम हद तक।

जहां तक ​​गंध का सवाल है, एक पदार्थ के ऑप्टिकल आइसोमर्स गंध की गुणवत्ता और शक्ति दोनों में भिन्न होते हैं: लेवरोटेटरी आइसोमर्स में मजबूत सुगंध होने की अधिक संभावना होती है और गंध की गुणवत्ता को अधिक स्वीकार्य माना जाता है, जबकि डेक्सट्रोटोटेटरी आइसोमर्स में कभी-कभी कोई गंध नहीं होती है बिल्कुल भी। इत्र और कॉस्मेटिक उत्पादों के उत्पादन में इसका बहुत महत्व है। तो, (+)-जीरा आवश्यक तेल में कार्वोन और (-)-पेपरमिंट आवश्यक तेल में कार्वोन की गंध पूरी तरह से अलग है।

आवश्यक तेलों की संरचना में कई घटक शामिल होते हैं जिनमें रोटेशन के विभिन्न कोणों के साथ ऑप्टिकल गतिविधि की संपत्ति होती है, जो मिश्रण के परिणामस्वरूप, एक दूसरे को क्षतिपूर्ति करते हैं, और फिर आवश्यक तेल में परिणामी ऑप्टिकल रोटेशन (एक विशेष आवश्यक का ऑप्टिकल रोटेशन) होता है तेल)। उदाहरण के लिए, यूकेलिप्टस आवश्यक तेल के लिए रोटेशन का कोण (संदर्भ डेटा के अनुसार) 0° से +10° की सीमा में है, लैवेंडर आवश्यक तेल के लिए - -3° से -12° तक की सीमा में, देवदार आवश्यक तेल के लिए - -24° से -46° तक की रेंज में, डिल आवश्यक तेल के लिए - +60° से +90° तक की रेंज में, अंगूर आवश्यक तेल के लिए - +91° से +92° तक की रेंज में। पहचान करते समय, यह जानना महत्वपूर्ण है कि सिंथेटिक आवश्यक तेलों में ऑप्टिकल गतिविधि का गुण नहीं होता है जो उन्हें प्राकृतिक से अलग करता है।

माप GOST 14618.9-78 के अनुसार किया जाता है “आवश्यक तेल, सुगंधित पदार्थ और उनके संश्लेषण के मध्यवर्ती उत्पाद। ध्रुवीकरण के तल के घूर्णन के कोण और विशिष्ट घूर्णन के परिमाण को निर्धारित करने की विधि।

एक एप्लिकेशन उदाहरण के रूप में ध्रुवनमापनखाद्य उद्योग में नेतृत्व कर सकते हैं गुणवत्ता नियंत्रणशहद। जैसा कि आप जानते हैं, इस उत्पाद की संरचना में मोनोसैकेराइड, अपचायक ऑलिगोसैकेराइड, कुछ हाइड्रॉक्सी एसिड और अन्य होते हैं जिनमें विभिन्न आणविक संरचना और परमाणु समूहों की स्थानिक व्यवस्था होती है। ये घटक घटक ऑप्टिकली सक्रिय हैं और उनकी उपस्थिति ध्रुवीकरण के विमान को बदलने की क्षमता निर्धारित करती है। शहद में मौजूद विभिन्न कार्बोहाइड्रेट (फ्रुक्टोज, ग्लूकोज, सुक्रोज और अन्य) ध्रुवीकरण के विमान को अलग-अलग तरीकों से घुमाते हैं, और उनकी अलग-अलग ऑप्टिकल गतिविधि शहद की गुणवत्ता का अंदाजा देती है। इससे नकली शहद का पता चलता है, उदाहरण के लिए, चीनी शहद, जिसका विशिष्ट घुमाव +0.00° से -1.49° तक होता है, फूल शहद के विपरीत, जिसका औसत विशिष्ट घुमाव -8.4° होता है। आप शहद की परिपक्वता भी निर्धारित कर सकते हैं: अच्छी गुणवत्ता वाले शहद में फ्रुक्टोज या ग्लूकोज अधिक और सुक्रोज कम होता है। माप GOST 31773-2012 "मेड" के अनुसार किए जाते हैं। ऑप्टिकल गतिविधि के निर्धारण के लिए विधि"।

पोलारिमेट्रिक परीक्षण विधि अपनी उच्च सटीकता के लिए मूल्यवान है, यह सरल है और इसमें कम समय लगता है।

पर अनुबंध विनिर्माणएलएलसी "कोरोलेवफार्म" प्रक्रिया में है गुणवत्ता नियंत्रणऑप्टिकल गतिविधि की संपत्ति के साथ कुछ पदार्थों की एकाग्रता और शुद्धता निर्धारित करने के लिए खाद्य परीक्षणों के लिए कॉस्मेटिक, खाद्य उत्पादों और आहार अनुपूरकों के कच्चे माल और तैयार उत्पादों को एक गोलाकार पोलरीमीटर सीएम -3 पर किया जाता है। यह उपकरण आपको पारदर्शी और सजातीय समाधानों और तरल पदार्थों के ध्रुवीकरण के विमान के घूर्णन के कोण को मापने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, सिरप के उत्पादन में चीनी की सांद्रता का निर्धारण करना। साथ ही, डिवाइस का उपयोग नए प्रकार के उत्पादों के विकास में अनुसंधान कार्य की प्रक्रिया में किया जाता है। यह पोलरीमीटर आपको 0.04° से अधिक की त्रुटि के साथ 0°-360° के भीतर घूर्णन कोण को मापने की अनुमति देता है। नियमित अंतराल पर राज्य मेट्रोलॉजिकल सेवा के निकायों में डिवाइस का सत्यापन माप की सटीकता सुनिश्चित करता है, जो उच्च गुणवत्ता वाले और सुरक्षित उत्पादों के उत्पादन और रिलीज में गुणवत्ता नियंत्रण की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण महत्व रखता है।