1 – laborotriya ishi

11 - LABORATORIYA ISHI
QAND ERITMASI KONSENTRASIYASINI SAXARAMETR
YORDAMIDA ANIQLASH.
Kerakli asboblar: yarim soyali saxarametr, turli
konsentrsiyali qand eritmalari qo’yilgan trubkalar, tok manbai.
N A Z A R I YA.
Yassi qutublangan to’lqin ba’zi moddalardan o’tganda qutublanish tekisligining burilishi kuzatiladi. Bu burilishni birinchi bo’lib fransuz fiziklar Arago va Frenel`dir ixtiro qilishgan. Qutublanish tekisligining burilishini kuzatish uchun quyidagi asbobdan foydalaniladi (1-rasm).

1 – rasm (Animatsiya)

Bu erda OO-asbobning optik o’qi, I-yorug’lik manbai, L-yig’uvchi linza, R₁-qutublantruvchi prizma, R-o’rganiladigan eritma. A-analizator. 1-rasmdagi qurilmada qutublantirgich va analizator shunday qo’yilganki, bir-biriga perpendikulyar joylashtirilgan u vaqtda ko’rish maydonida manzara kuzatiladi.
Bir-biriga perpendikulyar joylashgan qutublantirgichlardan yorug’lik to’lqini o’tmaydi. Agarda ana shu qutublantirgichlarning oralig’iga R-optik aktiv kristallidan yasalgan plastinka joylashtirilganda ko’rish maydonining yoritilgani kuzatiladi. Sababi optik aktiv kristall R -qutublantirgichdan o’tgan to’lqinning qutublantirish tekisligini ma’lum burchakka buradi. Natijada ko’rish maydoni yoriladi. A -analizatorni ma’lum burchakka burish natijasida ko’rish maydoni xiralashadi. Analizatorni burish burchagini qanchaga o’zgarishini qayd qilinadi. Kvars kristallidan qutublanish tekisligi soat strelkasi bo’yicha yoki soat strelkasiga teskari aylanishi mumkin. Bunday hodisani kvarsning 2 ta modifikasiyasi (turi) deyiladi.
Yassi qutublangan yorug’lik ba’zi moddalardan o’tganda qutublanish tekisligining burilishi kuzatiladi. Buning burilishining sababchi bo’lgan moddalar optik aktiv moddalar deyiladi. Optik aktiv moddalarga quyidagilar kiradi: kristall moddalar (kvars, kinovar, qand), sof suyuqliklar (skipidar, nikotin) va optik aktiv eritmalar (qand, vino kislotasi v h.k.)
2-rasmda qutublanish tekisligining burilish Hodisasining sxemasi ko’rsatilgan.

2 расм

Qutublangan nur R-optik modda orqali o’tganda A-analizator tekisligida to’lqin -burchakka buriladi. Burilish burchagi yorug’likning aktiv modda ichida o’tgan l - yo’liga proporsional bo’ladi, ya’ni

(1)
bunda a - burilish doimiysi deb ataladi va u birlik qalinlidagi modda qatlamidan o’tganda yorug’likning qutublanish tekisligining burilish burchagiga teng bo’ladi.
Eritmalarda qutublanish tekisligining burilish burchagi to’lqinning eritmadagi l-yo’liga va optik aktiv moddaning S-konsentrasiyasiga proporsional bo’ladi, ya’ni
(2)
bunda (a) - solishtirma burilish doimiysi deb ataladigan kattaliklar bo’lib, u eritma uchun birlik konsentrasiyasi va birlik qalinligidagi eritma qatlamidan o’tayotgan yorug’likning qutublanish tekisligi burilgan burchakka teng bo’ladi. Burilish va solishtirma burilish doimiysi optik aktiv moddaning xossasiga va yorug’likning to’lqin uzunligiga bogliq. Shuning uchun ayni bir aktiv moddaning o’zi turli uzunlikdagi to’lqinlarning qutublanish tekisligida turli burchakka buriladi. Bu hodisa burilish dispersiyasi deb ataladi.
Qutblanish tekisligining burilishini tushuntirish uchun Frenel` nazariyasiga asosan optik aktiv moddalar o’ng doiraviy va chap doiraviy qutublangan to’lqinlarning superpozisiyasi deb qarash mumkin, haqiqatdan ham doiraviy qutublangan yorug’likning E₁ va E₂ vektorlarining E geometrik yig’indisi doim bitta Q -doiraviy tekislikda yotishini ko’rsatish qiyin emas (2-a rasm). E₁ va E₂ vektorlar qarama - qarshi yo’nalishida bir xil w - burchak tezlik bilan aylanadilar. Ularning fazolari j₁ = j₂. Shunday to’lqin optik aktiv moddaga tushganda, bu to’lqin chap va o’ng tashkil etuvchilari turli tezlik bilan tarqaladi. Natijada E vektor yotgan Q-doiraviy tekislik dastlabki Q-doiraviy tekislikka nisbatan burchakka j - burilib qoladi (2-b rasm). Hisoblashlarning ko’rsatishicha
(3)
bunda n₁ va n₂ optik aktiv moddaning mos ravishda o’ng va chap to’lqinlar uchun sindirish ko’rsatkichlari, l - yorug’likning bo’shliqdagi to’lqin uzunligi. Agar n₁ > n₂ bo’lsa modda soat strelkasi bo’yicha, n₁ < n₂ bo’lsa soat strelkasiga teskari yo’nalishda optik aktiv bo’ladi.
Doiraviy qutblanish yo’nalishlari har xil bo’lgan yorug’lik to’lqinlarining fazalari orasidagi farq modda molekulalari assimmetriyasidan yoki kristall atomlarning assimmetrik joylashishidan kelib chiqadi.
Ozaro perpendikulyar joylashgan qutblantirgich va analizatorlardan yorug’lik o’tmasligi bizga ma’lum. Agar ular orasiga optik aktiv modda (qand eritmasi) joylashtirilsa, ko’rinmaydigan ma’lum darajada yorishadi, chunki modda qutblanish tekisligini biror j-burchakka buradi va bu tekislik analizatorning bosh tekisligiga perpendikulyar bo’lmay qoladi. Analizatorni yana avvalgi holiga keltirish uchun uni xuddi shunday
j-burchakka burish kerak bo’ladi. Berilgan eritmaning [a] solishtirma burilish doimiysi va L uzunligi bo’lsa, j - uchun burilish burchagini o’lchab (2) formuladan eritmaning qutblanish tekisligini burilish burchagini aniqlash mumkin. Optik aktiv moddalarning qutublanish tekisligi burilish burchagini aniqlashga mo’ljallangan asbob poliyarimetrni saxarometr deyiladi. Eng oddiy saxarometr qutublantirgich, analizator, tekshirilayotgan optik aktiv eritma, ko’rish maydoni va burilish burchagini aniqlash uchun yoritgich shkaladan iborat bo’ladi. Inson ko’zi to’la ravshanligini aniq payqay olmaganligi sababli analizatorning vaziyatini to’la ravshanlikka to’g’rilanishi etarli darajada aniq amalga oshirib bo’lmaydi. SHuning uchun o’lchashlarni ko’rish maydonini to’la qorong’ilikka emas, balki yarim ravshanlikka to’g’rilash maqsadga muvofiq.
Y ARIM SOYALI SAXARAMETRLAR.
Y
4 расм

3 rasm

arim soyali saxarametrning tuzilishi 3 - rasmda keltirilgandek. Uni ichki ko’rinishi 4 rasmda keltirilgan. Saxarometr qutublantirgich ikkita katta R va shu erning o’zida undan keyin o’rnatilgan R₁ – prizmalardan tashkil topgan bo’ladi. S - manbadan chiqqan yorug’lik asbobining D doirasidan tirqish prizmaning fokusida joylashgan. Undan o’tgan yorug’lik to’lqinlarining dastalari K qutblantirgichga tushadi. Analizatordan keyin ma’lum biror masofada O - okulyar joylashtirilgan. Analizator bilan bog’langan tubus, analizatordan o’tgan yorug’likning tarqalish yo’nalishi atrofida aylana oladi. Tubus aylanganda unga biriktirilgan konus K₂ - limb (darajalash shkalasi) ustida siljiydi. L - linzadan o’tgan yorug’lik turi K - prizmadan o’tgandan so’ng muayyan tekislikda qutblanadi. Bu qutblangan yorug’lik to’lqinning ma’lum bir qismi tashkil etuvchisi tekshirilayotgan eritma qo’yilgan T - trubkadan o’tib, A - analizatorga tushadi va ko’rish maydonining yoritilganligi o

3 расм

’zgaradi. K - prizmadan qutblangan to’lqinning qolgan qismi K₁ – prizma va trubkadan o’tib ko’rish maydonida ravshan Holda ko’rinadi. SHuning uchun bu erda yorug’likning qutblanish tekisligi biroz burilgan bo’ladi. Natijada ko’rish maydonida ikkita doiraning ajralganini ko’ramiz. K₁ –prizmaning to’lqini 2 ga ajralgani uchun 2 yarim doiraning ajralgan chizig’i bo’ladi. Burilish burchagi optik aktiv modda qo’yilgan T - trubkani o’rnatgunga qadar nol` gradusga to’g’rilaymiz va o’rnatilgandan keyin ko’rish maydonini birday xira yoritganlikka erishguncha tubus aylantiriladi va ko’rish maydonida limb (darajalash shkalasi) y ordamida qancha gradusga siljiganligi aniqlanadi. [a] - solishtirma burilish doimiysi l - bog’liq bo’lganligi tufayli, o’lchashlarni monoxramatik yorug’likda olib borish lozim. Bu maqsadda F – yorug’lik fil`trlaridan foydalaniladi.