Конструкция прибора

Конструктивно поляриметр состоит из следующих основ­ных составных частей: корпуса 47, головки анализатора с линейным поляризатором 48, основания в сборе 49, крыш­ки 50.

Натриевую лампу включают тумблером 42. Кюветное отделение закрывают крышкой 45.

Головка анализатора с поляризатором (рис. 67.) является измерительной частью поляриметра и состоит из следующих сборочных единиц: поляризационного устройст­ва 33, головки анализатора 24, наблюдательной трубки 28, наглазника 30. Головка анализатора и поляризационное устройство закреплены на концах корпуса кюветного отде­ления 21.

Поляризационное устройство состоит из защитного стек­ла 20, хроматической фазовой пластинки 19, линейного поляризатора 18, конденсора 17 и светофильтра 16. Линей­ный поляризатор и хроматическая фазовая пластинка кре­пятся жестко в оправах.

Головка анализатора 24 состоит из втулки 22, линейного поляризатора 23, корпуса 27, фланца 32.

Л имб 26 закреплен на цилиндрическом зубчатом колесе.

Рис. 67. Конструкция прибора

На лимбе нанесена 360-градусная шкала с ценой деле­ния 0,5°.На корпусе 25 закреплены нониусы отсчетных устройств 34, 36, расположенные диаметрально. Каждый нониус имеет 25 делений. Величина отсчета по нониусу 0,02°.

Вращение лимба осуществляется ручкой 31.

Наблюдательная трубка состоит из объектива 25, диаф­рагмы и окуляра. Вращением втулки 29 наблюдательная трубка устанавливается на резкое изображение линии раз­дела поля зрения.

В наглазнике 30 жестко закреплены две лупы 35, через которые снимаются отсчеты со шкалы лимба и отсчетного устройства. Кювета состоит из трубки со втулками , покровных стекол, прокладок, втулок и гаек. На стеклянной трубке имеется выпуклость, необходимая для сбора пузырьков воздуха. На трубке кюветы нанесена ее фактическая длина между торцами.

Принцип действия

В поляриметре применен принцип уравнивания яркостей разделенного на части поля зрения. Разделение поля зрения на части осуществлено введением в оптическую систему поляриметра хроматической фазовой пластинки. Яркости полей сравнении уравнивают вблизи полного затемнения поля зрения. Плоскости поляризации поляризатора и ана­лизатора при равенстве минимальных яркостей полей сравне­ния составляют угол 86,5⁰ .

Рис 68. Положение лимба и поле зрения при установке анализатора на равную яркость полей сравнения в чувствительном положении при введенной кювете, наполненной

дистиллированной водой (нулевое положение)

Свет от лампы, пройдя через конденсор и поляризатор, одной частью пучка проходит через хроматическую фазовую пластинку, защитное стекло, кювету и анализатор, а другой частью пучка только через защитное стекло, кювету и анализатор.

Вид поля зрения поляриметра см. на рис. 69

Р ис. 69. Положение лимба и поле зрения после ввода кюветы, наполненной раствором, и вторичной установки окуляра на резкость изображения линии раздела полей сравнения.

Уравнивание яркостей полей сравнения производят пу­тем вращения анализатора.

Если между анализатором и поляризатором ввести кю­вету с оптически активным раствором, то равенство яркостей полей сравнения нарушается. Оно может быть восстановле­но поворотом анализатора на угол, равный углу поворота плоскости поляризации раствором (рис.70).

Рис. 70. Положение лимба и поле зрения при установке анализатора на равную яркость полей сравнения в чувствительном положении с кюветой, наполненной раствором.

Следовательно, разностью двух отсчетов, соответствую­щих равенству яркостей полей сравнения с оптически актив­ным раствором и без него, определяется угол вращения плоскости поляризации данным раствором.

По углу вращения плоскости поляризации возможно опре­деление концентрации оптически активных веществ. Для большинства оптически активных веществ удельное враще­ние мало зависит от концентрации и угол вращения про­порционален концентрации:

(1)

где — угол вращения плоскости поляризации в градусах;

— удельное вращение измеряемого оптически актив­ного вещества для длины волны 589 нм и при тем­пературе 20° С;

L — длина кюветы в дм;

С — концентрация в г/см³.

Зная угол вращения плоскости поляризации в градусах, можно определить концентрацию вещества в г /см³:

(2)

При измерении на поляриметре угла вращения плоскости поляризации правовращающими оптически активными рас­творами отсчеты по шкале первого отсчетного устройства и лимбу будут от 0 до 35°.

При измерении угла вращения плоскости поляризации левовращающими оптически активными растворами отсчеты по шкале первого отсчетного устройства и лимбу будут от 360 до 325°, величина угла вращения определяется: отсчет по шкале первого отсчетного устройства и лимбу минус 360°.

При необходимости можно проводить измерения углов вращения плоскости поляризации более ±35°. Погрешность измерения в данном случае может быть определена экспе­риментально, путем определения по результату измерения удельного вращения вещества и сравнения его со спра­вочными данными