intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Giáo trình phân tích quy trình nghiên cứu ứng dụng hiện tượng đa chiết nhân tạo p2

Chia sẻ: Dsfwe Trewyer | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST
Báo xấu
70
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình phân tích quy trình nghiên cứu ứng dụng hiện tượng đa chiết nhân tạo p2', khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình phân tích quy trình nghiên cứu ứng dụng hiện tượng đa chiết nhân tạo p2

  1. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu n = ne - no = C λ H2 to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k C là một hằng số tùy thuộc bản chất của chất lỏng, độ dài sóng ( của ánh sáng và nhiệt độ và có thể âm hay dương. Một trong hai phương chấn động ưu đãi song song với phương của từ trường. Ta có thể giải thích hiện tượng lưỡng chiết từ, tương tự hiện tượng lưỡng chiết điện, bằng thuyết định hướng phân tử. PHÂN CỰC QUAY TỰ NHIÊN SS.26. Thí nghiệm về phân cực quay. Năm 1811, Arago đã thực hiện thí nghiệm sau về hiện tượng phân cực quay tự nhiên. L Q Q’ P A α H.59 Chiếu một chùm tia sáng song song, đơn sắc, đi qua một hệ thống gồm hai nicol P và A đặt chéo góc. Mắt đặt tại 0 dĩ nhiên không thấy ánh sáng. Sau đó đặt trong khoảng hai nicol P và A một bản thạch anh hai mặt song song, có trục quang học thẳng góc với hai mặt và song song với phương truyền của tia sáng (để tránh hiện tượng chiết quang kép đã nói ở các phần trên) : Mắt lại nhận được ánh sáng ló ra khỏi A. Quay nicol phân tích A một góc (, cùng chiều kim đồng hồ hay ngược chiều tùy thuộc đặc tính của bản L, ánh sáng lại hoàn toàn bị A chặn lại. Từ thí nghiệm này, người ta suy ra rằng : Bản thạch anh L có tính chất làm quay mặt phẳng chấn động của chùm tia sáng truyền qua nó. Ánh sáng tới có mặt phẳng chấn động là Q thì khi ló ra khỏi bản L, mặt phẳng chấn động sáng là Q’ hợp với mặt phẳng Q một góc (. Chiều quay cũng như trị số của ( tùy thuộc các tính chất của bản L. Chính vì vậy khi ta quay nicol phân tích A một góc ( thì mặt phẳng chính của A thẳng góc với mặt phẳng chấn động Q’ nên ánh sáng bị chặn lại. Hiện tượng trên được gọi là phân cực quay tự nhiên hay triền quang. Các tính chất có tính chất làm quay mặt phẳng chấn động sáng như vậy được gọi là các chất quang hoạt. Ta cần phân biệt môi trường quang hoạt và môi trường dị hướng. Thạch anh vừa có tính dị hướng vừa có tính quang hoạt nhưng đá băng lan chỉ có tính dị hướng mà không có tính quang hoạt, ngược lại nhiều chất đẳng hướng lại có tính quang hoạt như một số lớn các chất hữu cơ. Có những chất chỉ có tính quang hoạt khi ở trạng thái rắn, thí dụ thạch anh, khi các chất này chuyển sang một trạng thái khác (lỏng, hơi, dung dịch) thì tính quang hoạt mất. Sự kiện này chứng tỏ, với các chất trên, tính quang hoạt là một thuộc tính do sự sắp xếp các nguyên tử hay phân tử trong tinh thể. Khi sự sắp xếp này không còn (môi trường chuyển sang trạng
  2. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu thái lỏng hay hơi) thì tính quang hoạt cũng mất theo. Ngược lại, có nhiều chất khác như to to k k lic lic C C w w m m đường, acid tartric... Có tính quang hoạt ở mọi trạng thái, kể cả trạng thái dung dịch, với các w w w w o o c .c . .d o .d o ack c u -tr a c k c u -tr chất này, tính quang hoạt là một thuộc tính nằm ngay trong bản thân các phân tử nên tính đó vẫn tồn tại dù môi trường thay đổi trạng thái. Thí nghiệm cho thấy có hai loại môi trường quang hoạt, sự phân biệt tùy theo chiều quay của mặt phẳng chấn động sáng đối với mắt quan sát viên. P P’ α α (a) (b) Höõu Taû trieàn H.60 Các chất quang hoạt làm mặt phẳng chấn động sáng quay theo chiều kim đồng hồ (đối với mắt quan sát viên) được gọi là chất hữu triền (hình 5.60a). Ngược lại các chất làm mặt phẳng chấn động sáng quay ngược chiều kim đồng hồ được gọi là các cất tả triền (hình 5.60b). SS.27. Định luật Biot. Các thí nghiệm cho thấy, với mỗi chất quang hoạt, góc quay ( của mặt phẳng chấn động sáng tỉ lệ với bề dày ( của môi trường quang hoạt mà ánh sáng đi qua. α=ζl ( là một hằng số tùy thuộc bản chất của môi trường quang hoạt, độ dài sóng của ánh sáng, nồng độ nếu chất quang hoạt là dung dịch và tùy thuộc cả nhiệt độ. Ta thấy ( chính là góc quay ứng với một đơn vị bề dày. Nếu môi trường quang hoạt là một dung dịch của một chất quang hoạt tan trong một dung dịch không có tính triền quang, các thí nghiệm cho biết, góc quay ( tỉ lệ với nồng độ C của dung dịch. Biot đã phát biểu định luật như sau : Với một độ dài sóng nhất định của ánh sáng, góc quay ( gây ra bởi một bề dày ( của một dung dịch quang hoạt thì tỉ lệ với nồng độ C của dung dịch.. α=[α ].lC Nồng độ C được định nghĩa là khối lượng chất quang hoạt hòa tan trong một đơn vị thể a tích của dung dịch. 2 [(] là một hằng số, độc lập đối với nồng độ C và được gọi là “năng suất triền quang riêng” của chất quang hoạt hòa tan. Trị số của [(] tùy thuộc độ dài sóng của ánh sáng nhưng thay đổi không đáng kể đối với nhiệt độ. Chiều dài ( thường được tính ra dm nên [(] chính là góc quay ứng với một cột dung dịch dài 1dm chứa 1g chất quang hoạt hòa tan trong mỗi cm3 dung dịch.
  3. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu Trong trường hợp dung dịch chứa nhiều chất quang hoạt hòa tan lần lượt có năng suất to to k k lic lic C C w w m m triền quang riêng [(1], [(2],[(3],.... và nồng độ c1, c2... góc quay ( gây ra bởi một bề dày ( w w w w o o c .c . .d o .d o ack c u -tr a c k c u -tr của dung dịch là: α ≈ ( [ α1 ] c1 + [ α2 ] c2 + .... ) λ Với quy ước: các năng suất triền quang riêng [(1], [(2],... được coi là dương nếu chất quang hoạt hòa tan có tính hữu triền, được coi là âm nếu có tính tả triền. Định luật Biot chỉ gần đúng và chỉ được dùng cho các dung dịch loãng. SS.28. Lý thuyết về hiện tượng phân cực quay. Fresnel đã giải thích hiện tượng phân cực quay như sau : Chấn động thẳng OP có phương trình s = acos(t được coi là tổng hợp của hai chấn động tròn uuuu r uuuu r OM1 vaø OM 2 , quay xung quanh O vôùi cuøng vaän toác goác ω nhöng ngöôïc chieàu vaø a coù OM1 = OM 2 = . 2 M1 H.61 ωt H1 P o H2 ωt x M2 Khi chưa đi vào môi trường quang hoạt, hai chấn động tròn truyền đi với cùng vận tốc, nên chấn động tổng hợp luôn luôn là OP nằm trên trục Ox. Khi đi vào môi trường quang hoạt. Hai chấn động tròn này truyền đi với các vận tốc V1, V2 khác nhau, ứng với các chiết suất n1, n2. Giả sử chấn đuuur tròn OM1 là chấn động nhanh pha (V1>V2 hay n1 < n2). Các chấn ộng uuur động chiếu OH1 , OH 2 xuoáng truïc Ox laø caùc chaán ñoäng sin thaúng, khi ñi vaøo baûn quang hoaït coù dạng : a x1 = x2= cosωt 2 Khi ra khỏi bản có dạng : 2πn1l cos(ωt − ϕ1 ) a ϕ1 = vôùi x1 = λ 2 2πn2 .l cos(ωt − ϕ 2 ) a vôùi ϕ2 = x2 = λ 2 Ta có : (1 < (2 Như vậy hai chấn độngĠ khi ra khỏi môi trường quang hoạt không còn đồng pha nữa.
  4. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu to to k k lic lic C C w w m m w w w w o o .c .c .d o .d o c u -tr a c k c u -tr a c k M1 M1 ϕ ωt-ϕ1 α=ϕ/2 H2 o o x x H1 ωt-ϕ2 M2 M2 (a) (b) H.62 mà có một hiệu số pha là φ = 2πδ/λ = 2π (n2 – n1)1 / λ Cũng chính là góc quay mà chấn động tròn nhanh pha Ĩ) hơn chấn động tròn chậm pha Ĩ) khi ló ra khỏi môi trường quang hoạt (hình 62). Vì vậy khi hai chấn động tròn này hợp lại thì chấn động tổng hợp không còn làĠ nữa mà làĠnằm trên trục Ox’ làm với trục Ox một ϕ góc α = vaø cuøng chieàu vôùi ϕ: 2 π (n 2 − n1 )l α= λ Ta có nhận xét : chiều quay của mặt phẳng chấn động sáng là chiều quay của chấn động tròn nhanh pha. SS.29. Kiểm chứng thuyết Fresnel. Ta có thể kiểm chứng thuyết Fresnel bằng thí nghiệm sau A D dD R1 R2 S B C H.63 Ta dùng một lăng kích bằng thạch anh, có thiết diện thẳng là một tam giác đều ABC, trục quang học thẳng góc với mặt phẳng đối xứng của lăng kính (hình 63). Chiếu tới lăng kính một chùm tia sáng song song, giả sử dùng ánh sáng vàng của Natrium, với góc tới có độ lệch cực tiểu D. Thí nghiệm cho thấy ta được hai chùm tia ló, chứng tỏ khi đi qua lăng kính chùm tia sáng đã bị tách ra làm hai chùm tia ứng với hai chiết suất khác nhau. Một trong hai chùm tia này song song với đáy lăng kính khi đi trong lăng kính. Ngoài ra thí nghiệm cũng cho thấy hai chùm ánh sáng ló, là những ánh sáng phân cực tròn : một tròn trái, một tròn phải. Nếu lăng kính trên bằng thạch anh tả triền thì tia trên (lệch ít) là ánh sáng tròn trái (trong trường hợp này, tròn trái là chấn động nhanh pha : V lớn, n nhỏ nên lệch ít), tia dưới là ánh
  5. h a n g e Vi h a n g e Vi XC XC e e F- F- w w PD PD er er ! ! W W O O N N y y bu bu sáng tròn phải. Nếu lăng kính bằng thạch anh hữu triền thì ngược lại : tia trên là tròn phải, to to k k lic lic C C w w m m tia dưới là tròn trái. w w w w o o c .c . .d o .d o ack c u -tr a c k c u -tr Hiệu số giữa hai chiết suất rất nhỏ. Thí dụ trong trường hợp thạch anh, với ánh sáng vàng Natri mỗi mm bề dày làm mặt phẳng chấn động sáng quay một góc 21o7. (n 2 − n1 )l α= λ αλ 21, 7x0,589 Suy ra : ∆n : n 2 − n1 = ≈ 7 x10−5 = π l 180x1000 Do đó độ lệch giữa hai chùm tia ló cũng rất nhỏ. Với lăng kính có góc ở đỉnh 60o như trong thí nghiệm trên thì độ lệch đó là dD(23(. Vì vậy, để tách rời hai chùm tia ló cho dễ quan sát, người ta phải ghép nhiều lăng kính với nhau sao cho độ lệch giữa hai chùm tia ló tăng dần lên khi đi từ lăng kính này qua lăng kính khác. Fresnel đã ghép một hệ thống gồm 3 lăng kính như hình vẽ 64. Các lăng kính P1, P2 bằng thạch anh hữu tiền, lăng kính T bằng thạch anh tả triền. Các trục quang học như hình vẽ. P1 P2 T H.64 SS.30. ĐƯỜNG KẾ. Đường kế là một loại triền quang kế, ứng dụng hiện tượng phân cực quay để đo nồng độ của một dung dịch đường. Sự cấu tạo của đường kế như hình vẽ 64. L P A T Kính nhaém H.65 Lúc đầu, bỏ ống T ra. P y A o x P’ (b) (a) H.66
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
14=>2