KHẢO SÁT SỰ XOAY MẶT PHẲNG PHÂN CỰC TRONG DUNG DỊCH ĐƯỜNG

Optics
Polarization
Opticalactivity,
olarimetry
KHẢO SÁT SỰ XOAY MẶT PHẲNG PHÂN CỰC
TRONG DUNG DỊCH ĐƯỜNG
Mục đích thí nghiệm
 Khảo sát hiện tượng phân cực ánh sáng trong dung dịch đường, khảo sát hiện tượng
quay trái, quay phải.

Xác định góc quay của mặt phẳng phân cực khi bước sóng ánh sáng khác nhau
.
Lý thuyết
Chất làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sáng phân cực gọi là chất hoạt quang.
Hiện tượng phân cực ánh sáng xảy ra cùng với những hiện tượng khác để giải đáp các
hiện tượng quang học trong tự nhiên. Hiện tượng này xảy ra do cấu trúc phân tử các hạt
sáng trộn lẫn với nhau làm cho ánh sáng bị quay trái hay quay phải, với vận tốc pha giữa
các tia sáng khác nhau. Ánh sáng đơn sắc chiếu vào bản phân cực bị chia thành hai thành
phần theo phương phân cực khác nhau là phân cực trái hoặc phân cực phải, do vận tốc
pha của hai tia bất thường và tia thường khác nhau nên có độ lệch khác nhau và độ lệch
phụ thuộc vào bề dày của tấm phân cực. Sau khi đi ra khỏi bản phân cực, tia thường và
tia bất thường có phương trùng với phương của tia tới.
Góc quay α của mặt phẳng phân cực phụ thuộc vào cấu trúc, bề dày của tấm phân cực và
bước sóng ánh sáng khi chiếu vào tấm phân cực. Giá trị dương sẽ được gán nếu như hiện
tượng phân cực là phân cực phải, là hiện tượng
khi đặt mắt đón ánh sáng tới, nếu chiều
quay của mặt phẳng đi theo chiều kim đồng hồ thì chất làm quay được chất quay phải.
Ngược lại, đối với hiện tượng phân cực trái sẽ được gán giá trị âm.
Cơ bản, chất quang hoạt nào cũng có hiện tượng quay phải và quay trái khi ánh sáng bị
phân cực. Góc quay trái và góc quay phải bằng nhau về độ lớn nhưng khác nhau về dấu.
Nếu kết hợp cả hai hiện tượng quay trái và quay phải lại với nhau thì góc quay của quá

trình phân cực sẽ giảm. Nếu góc quay trái và quay phải ngược nhau hoàn toàn thì ánh
sáng bị phân cực hoàn toàn, hiện tượng này đc gọi là hiện tượng quang triệt.
Trong thí nghiệm khảo sát hiện tượng phân cực ánh sáng, người ta sử dụng kính phân
cực và kính phân tích để khảo sát. Người ta sử dụng dung dịch đường sacarozo để làm
chất quang hoạt (÷D). D được gán giá trị dương vì chất quang hoạt trong thí nghiệm là
chất quay phải trong hiện tượng phân cực ánh sáng.
LD
DIDACTIC
GmbH
Leyboldstrasse
1
D-50354
Hürth Phone (02233)
604-0
Telefax (02233)
604-222 E-mail: info@d-didac*c.de
©ByLD
DIDACTICGmbH
Printed
inthe
FederalRepublic
of
Germany
Technicalaltera*onsreserved
1
Optics
Polarization
Opticalactivity,
olarimetry
Hình1: Bố trí thí nghiệm khảo sát hiện

tượng phân cực của dung dịch đường
A Đèn halogen
B Kính lọc sắc
C Kính phân cực
D Dung dịch đường
E Kính phân tích
F Thấu kính
G Màn quan sát
Hướng dẫn lắp đặt
Bộ thí nghiệm lắp đặt theo hình 1
− Lắp các thiết bị như hình1,sao cho các núm vặn nằm bên trái.
− Điều chỉnh kính phân cực và kính phân tích ở vị trí thích hợp sao cho có ảnh hiển
thị trên màn quan sát
− Điều chỉnh công suất của đèn Halogen là 100W
− Điều chỉnh đèn Halogen sao cho ánh sáng thu đc trên màn quan sát rõ nét.
Đổ 50 ml nước vào tấm thủy tinh (độ dài 5cm). Lắp tấm thủy tinh lên bàn quang học, và
đặt nó vào giữa kính phân cực và kính phân tích, sau đó quan sát.
LD
DIDACTIC
GmbH
Leyboldstrasse
1
D-50354
Hürth Phone (02233)
604-0
Telefax (02233)
604-222 E-mail: info@d-didac*c.de
©ByLD
DIDACTICGmbH
Printed

inthe
FederalRepublic
of
Germany
Technicalaltera*onsreserved
2
Dụng cụ thí nghiệm
1Đường saccarôzơ (D+)
674605
1Đèn Halogen
,12V/100W 45063
1Nguồn đèn Halogen12V,50/100W
45064
1Tấm giữ kính lọc sắc
45066
1Kính lọc đơn sắc, Đỏ
46803
1Kính lọc đơn sắc, Xanh lá cây
46807
1Kính lọc đơn sắc, Xanh dương 468
11
1Bộ chuyển nguồn 2-12V 521
25
1Hộp đựng các tấm thủy tinh100
x
100
x
10mm3
47720
2Kính lọc phân cực

472401
1 Thấu kính, tiêu cự f = +100 mm
1Bàn quang học
46025
1Màn hình mờ 44153
1small opticalbench
46043
1standbase, V-shape,28cm 30001
6Kẹp Laybold 30101
1Que trộn có đầu thìa 666963
Đầu nối2.5mm2cross
section
Optics
Polarization
Opticalactivity,
olarimetry
1.
Thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc
Đặt tấm kính lọc sắc màu đỏ vào tấm giữ kính lọc sắc trên đèn Halogen, điều
chỉnh sao cho phần tối trên màn quan sát đạt cực đại. (Hình 2)
− Điều chỉnh kính phân tíchcủa hệ thí nghiệm sao cho góc quay mặt phẳng phân
cực nhỏ nhất, xác định góc này.
− Thay kính lọc sắc màu đỏ bằng kính màu xanh lá, xác định lại góc quay mặt
phẳng phân cực.
− Xác định lại góc quay mặt phẳng phân cực bằng kính lọc sắc màu xanh dương
LD
DIDACTIC
GmbH
Leyboldstrasse
1

D-50354
Hürth Phone (02233)
604-0
Telefax (02233)
604-222 E-mail: info@d-didac*c.de
©ByLD
DIDACTICGmbH
Printed
inthe
FederalRepublic
of
Germany
Technicalaltera*onsreserved
3
Hình2 Hình ảnh thu được của ánh sáng
phân cực sau khi đi qua dung dịch
đường
(Hình trái:Kính phân tích tại điểm 00
,
HÌnh phải:Ánh sáng bị phân cực hoàn toàn)
Các bước tiến hành
a) Quan sát trên màn thí nghiệm:
− Điều chỉnh kính phân tích ở góc 0 và quan sát trên màn.
− Lấy tấm thủy tinh ra khỏi hệ thí nghiệm, cho khoảng 20 thìa đường vào tấm thủy
tinh.
− Khuấy đều để hòa tan dung dịch đường.
− Đặt tấm thủy tinh chứa dung dịch đường vào hệ thí nghiệm, và quan sát trên
màn.
− Chỉnh lại góc góc lệch của kính phân tích sao cho ảnh thu được trên màn quan
sát giống với hình 2.

Đo đạc và xử lý kết quả
a) Quan sát ánh sáng trắng:
Pha chế: Pha 20 thìa đường với 50 ml nước, tính ra nồng độ dung dịch đường
Nếu kính phân cực và kính phân tích vuông góc với nhau, ánh sáng bị phân cực hoàn toàn.
b) Quan sát ánh sáng đơn sắc:
Table
1: Góc quay mặt phẳng phân cực với ánh sáng có bước sóng khác nhau
Kính lọc
Góc quay mặt phẳng
red
25°
green
40°
blue
55°
Kết quả
Dung dịch đường Glucozo (D+) là chất hoạt quang. Góc quay mặt phẳng phân cực của
dunng dịch D+ và dung dịch D- là như nhau. Góc quay của mặt phẳng phân cực phụ thuộc
và bước sóng của ánh sáng tiến hành làm thí nghiệm.
HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ĐƯỜNG KẾ CÔNG NGHIỆP
Theo lý thuyết, góc quay α của mặt phẳng phân cực tỉ lệ với độ dày của lớp dung dịch mà
ánh sáng đi qua và tỉ lệ với nồng độ dung dịch. Góc quay α được xác định theo công thức:
α = ρ.c.d
Trong đó: α là góc quay của mặt phẳng phân cực
c là nồng độ dung dịch
d là độ dày của lớp dung dịch
ρ là năng suất quay riêng
Độ dày d, năng suất quay riêng ρ là các đại lượng cho trước, xác định được nồng độ dung
dịch c ta có thể xác định được góc quay của mặt phẳng phân cực.
Thực hành

1. Điều chỉnh máy
Cắm nguồn điện 220V, điều chỉnh để góc quay ở vị trí 0
0
. Nhìn trong ống ngắm ta thấy
một vầng sáng, ở giữa là một vệt sáng tối không sắc nét. Quay núm để điều chỉnh sao
cho hai thị trường sáng là như nhau. Ghi lại giá trị α
1
.
2. Tính góc quay α
Cho dung dịch đường vào đường kế, quan sát ống ngắm và điều chỉnh núm để thị
trường sáng của hai phần là bằng nhau. Ghi lại giá trị α
2
.
Góc quay mặt phẳng phân cực lúc này là:
α = α
2
– α
1
Để góc α thu được chính xác, ta pha dung dịch đường ở nhiều nồng độ khác nhau.