Оптикалы актив заттар.Поляризация жазытыыны брылуы.

Поляризация жазытыыны брылуы мен магниттік айналуы.Сахариметр. Кейбір заттар ішінде таралан жарыты поляризацияланужазытыын белгілі брыша брады. Осындай абілеті бар заттар оптикашаактив заттар деп аталады. Олара кптеген кристалдар (мысалы, кварц, антт.т.), кейбір сйытар (мысалы, скипидар, шарап ышылы т.т.) жатады. Блбылысты былай байауа болады. лы ималары зара перпендикуляр екіникольды аралыына (1-сурет) оптикалы осіне перпендикуляр ырылан кварцпластинка ойып, монохромат жары тсірілсе, кру рісі жары тартады, демек N2 никольдан жары теді. Одан со мысалы N2 никольдан бір белгілі брышабрса, айтадан кру рісі араы болады, жары снеді. Бдан кварцпластинкадан ткен жарыты брыныша жазыша поляризациялананекендігі, біра оны поляризациялану жазытыы белгілі брыша брыландыы байалады. Тжірибеге араанда поляризациялану жазытыыны брылу брышы оптикаша актив атты затты алыдыына l тура пропорционал, яни =l (4.1)

мндаы а — алынан затты сипаттайтын траты шама. Ол алыдыы 1ммзат поляризациялану жазытыын анша градуса братындыын крсетеді. Олзаттан ткен жары толыныны зындыына байланысты. Демек оптикаша активзаттан ткенде толын зындытары р трлі сулелерді поляризацияланужазытытары трліше брыша брылады. Сондытан 1-суретте кескінделгентжірибеде а жары пайдаланылса, кру рісі трлі тсті болады.Кристалдарды ішінде кварц поляризациялану жазытыын едуір брады.Мысалы, алыдыы 1 мм кварц пластинка толын зындыы 589 нм сарысулені поляризациялану жазытыын 21,7°-а, толын зындыын 404,7 нм клгінсулені поляризациялану жазытыы 48,9°-а брады. Бір ескеретін нрсекристалл кварцты бір трі суле баытына арсы араанда поляризацияланужазытыын саат тілі баыты бойынша брады, мндай кварц оа братынкварц (о кварц) делінеді; екінші трі — поляризациялану жазытыын саат тілінеарсы баытта брады, ондай кварц сола братын кварц (теріс кварц) депаталады. Оптикаша актив заттарды кварцтан баса да оа жне солабратындары бар. Оптикаша актив ерітіндіде таралан жарыты поляризацияланужазытыыны брылу брышы ( ) ерітілген актив затты концентрациясы (с)мен ерітінді алыдыына (l) туелді, атап айтанда:

Мндаы [а]—затты бру тратысы деп аталады, ол жарыты толынынызындыына жне температурасына байланысты.Бір белгілі монохромат жары сулесі шін затты бру тратысы [а] млімболса, оны поляризация жазытыын бру брышын ( ) лшеп тауып, (4.2)формула бойынша сол затты концентрациясын анытауа болады. детте [а]шамасы градуспен, l— дециметрмен,с-г/см3пен лшенеді Мысалы, температура20°С жары толыны зындыы 489 нм болса, ант ерітіндісіні бру тратысы [а]= 66,46°. Сонда (4.3) формуланы былай жазуа болады:

=66.46cl

Осы формуланы пайдаланып, егер lбелгілі болса, -ді лшеп тауып, антконцентрациясын білуге болады. Осындай лшеулер жргізілгенде сахариметрделінетін прибор олданылады. 2-суретте е арапайым сахариметр схемасыкелтіріліген. Мнда да лы ималары зара перпендикуляр екі никольды аралыынакювета ойылан, оны арама-арсы йнекке жазы параллель шыныданжасалан. Егер кюветаны ішінде сйы болмаса, N2 никольдан жары тпейді, крурісі араы болады. Егер кюветаа ант ерітіндісі кйылса, кру рісі жарытартады. Енді ткен жарыты сндіру шін N2 никольды белгілі брыша брукерек. Осы брыш ант ерітіндісі серше поляризация жазытыыны брылубрышы болып табылады. Оны білген со ант концентрациясын (4.3) формулабойынша есептеп табуа болады.Бл баяндалан сахариметр дл лшеулер жргізуге жарамайды, йткеніанализаторды кру рісін араы етіп дл орналастыру ммкін емес. Сондытанпрактикада жмыс істеу принципі кру рісін араы етуге негізделмегенсахариметрлер олданылады.

Енді ысаша поляризация жазытыыны айналу теориясына тоталайы. Бл былысты теориясын алаш рбіткен Френель болды. Оны болжауыншаоптикаша актив затты ішінде жазыша поляризацияланан жары толыныдгелек бойымен саат тілі баытынша жне саат тіліне арсы баыттаполяризацияланан екі дгелек толына жіктеледі, оларды жылдамдытарыбірдей болмайды. Оа братын актив затта о дгелек толын жылдамдыы( Vd ), сола братын актив затта сол дгелек толын жылдамдыы (Vg) зорболады. Сондытан оптикаша актив затта ткінші жары толыныекі айырылады. Френель бл пікірін - тжірибе жасап тексерді.Оа братын екі кварц призма мен сола братын бір кварцпризмадан растырыла крделі призмадан ткенде жазышаполяризацияланан толын шынымен-а екі толына айырылды,оларды біреуі о дгелек, екіншісі сол дегелек бойыменполяризацияланан болып шыты. Жазыша поляризацияланан толынды дгелек бойымен саат тілібаытынша жне оан арсы баытта поляризацияланантербеліс периодтары мен амплитудалары бірдей екі толынажіктеуге болатындыы механикадан млім. Осыан лайы егероптикаша актив зата тскен жазыша поляризацияланан жары толыны электррісіні векторы (E) мысалы, 00' бойымен (3-сурет) тербелетін болса, сонда оныЕd жне Eg векторларына жіктеуге болады; Ed— саат тілі баытынша (оа) Eg—саат тіліне арсы баытта (сола) айналады.арастырылып отыран актив заттасаат тілі баытынша поляризацияланан толын шапшаыра таралатын:Vd>Vg онда о днгелек толына тн сыну крсеткіштен (ng) кем (n0<ng) болады.Олай болса жары оптикаша актив заттан ткенде о дегелек жне солдгелек толындарды затта жрген жолдары тсіндіру шін оны геометриялызындыы (l) бірдей боланмен, оларды оптикалы жол зындытары бірдейболмайды. Жары актив затты екінші бетіне ткен кезде дгелек толындардыфазаларыны айырмасы мынадай болады:

- )l

мндаы l — затты алындыы, — жарыты вакуумдаы толынзындыы. Оптикаша актив заттан шыысымен о дгелек жне сол дгелектолындары осылады да айтадан жазыша поляризацияланан жарытолыны тзіледі. Енді бл жары толыныны электр векторымен баытыалаш зат бетіне тскен жары толыны ріс векторыны баытына дл келмейді.Бларды арасындаы брыш ( ) сз болып отыран екі дгелек толынфазалары айырмасыны жартысына те болады, яни

=/2= - )l

осы бір брышы — поляризация жазытыыны айналу брышы болыптабылады. Сйтіп жары поляризация жазытыыны айналуы: затты дгелекбойымен саат тілі баытынша жне оан арсы баытта поляризациялананжарыа тн сыну крсеткіштері те емес екендігінен болады.Оптикаша актив емес изотроп заттара магнит рісі сер етсе, олардыішінде таралан жары поляризациялану жазытыы белгілі брыша брылады.Бл былысты алаш Фарадей (1846 ж.) ашан; сондытан Фарадей былысынемесе Фарадей-эффект деп аталады.Фарадей былысын 3-суретте кескінделгендей тжірибе жасап баылауаболады. Мнда зерттелетін млдір дене К зегінде жіішке каналы барэлектромагнит полюстарыны аралыына ойылан. Ол денеге N2 никольдантіп жазыша поляризацияланан жары тседі, жары одан рі N2никольа барады. N1 жне N2 никольдарды лы ималарызара перпендикуляр, сондытан магнит рісі жоболса, кру рісі араы болады. N2 никольдан жарытпейді. Электромагнит обмоткасымен ток жріп магнит рісі озанда кру рісіжары тартады. Себебі: магнит рісінде тран денежарыты поляризацияланужазытыын айналдырады. Енді N2 никольды бір белгілі брыша бранда анакру рісі араы болады, жары тпейді.Поляризациялану жазытыыны магнит рісінде брылу брышы ( ) солріс кернеулігі (Н) мен жарыты.зат ішіндегі lжолыны зындыынапропорциоал болады: = H l

мндаы — алынан зата тн траты, ол Верде тратысы делінеді, оны сан мні онша лкен емес. Егер минутпен lсантиметрмен, Н эрстедпенлшенілсе, шыныны ауыр флинт делінетін сортына тн =0,06-дан 0,09 болады. Кптеген заттара тн мні 0,01-ден 0,02-ге дейін болады.Егер табии актив зат магнит рісіне ойылса, онда поляризациялану жазытыы кштірек брылады, йткені затты поляризациялану жазытыын табии айналдыру абілетіне магнит рісінде пайда болан айналдыру абілеті осылады. Поляризациялану жазытыыны магнит рісінде брылу себебі:затты атомдары мен молекулалары рамындаы электрондар ріс серінен прецессия жасайды.Соны нтижесінде затты дегелек бойымен саат тілі баытынша жне оан карсы баытта поляризацияланан толындара тн сыну крсеткіштері трліше боллады. Осы жадай поляризациялану жазытыыныайналуына себеп болады.