химический каталог




Физические методы исследования в химии

Автор Л.В.Вилков Ю.А.Пентин

n от напряженности поля &г определяет независимость An от его направления. В оптическом эксперименте определяют разность щ—п±.

Величины В могут быть положительными и отрицательными. С увеличением температуры константа Керра уменьшается. Для жидкостей В значительно больше, чем для газов.

Константа Керра В зависит от длины волны. Поэтому для удобства вводят величину К=ВК/п. Поскольку В = —~ , то

ni — пх An

Величины В и К зависят от таких важных свойств молекул, как электрическая поляризуемость и ее анизотропия, а также диполь-ный момент молекулы.

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Общая схема эксперимента приведена на рис. ХШ.З. :

Источником излучения может служить натриевая (589 нм) или ртутная (546 нм) лампы, а также лазеры.

Монохроматическое излучение, полученное от гелий-неонового (632,8 нм) лазера или с помощью монохроматора от указанных ламп, проходит через поляризатор, направляющий плоскость поляризации света под углом 45° к электрическому полю ячейки Керра. Ячейка Керра представляет сосуд, в который вмонтированы электроды конденсатора, создающего поле 15...50 кВ/см. При ширине зазора между обкладками 2...3 мм подводится напряжение 10... 15 кВ. Длина ячейки для жидкостей и растворов составляет 10...25 см, для газов и паров — до 1...1.5 м. При работе с газами с целью повышения чувствительности увеличивают давление.

После прохождения через ячейку Керра луч имеет эллиптическую поляризацию, так как несмотря на то, что-амплитуды лучей

и &х одинаковы, их фазы различны. В аналитической форме уравнение эллипса можно получить следующим образом. Перепишем уравнения (XIII. 1) и (XIII.2) в более общей форме, принимая

за t величину t—-/г,и исходя из произвольного угла между

&г и 8,

% ( = a COS tot,

и (XIII.7)

% ^ = Ь COS (tot + ?),

где а и Ь — амплитуды лучей &sx и &±, равные, соответственно,

&ocos{9t9) и #0sin

Исключим из уравнения (XIH.7) время t следующими подстановками:

COS Ы — и % . — b (COS a>t COS у — SIN (at SIN Ф) =

a A

Затем преобразуем второй член в скобках:

SIN tot SIN У = — —-— COS Ф,

возведем в квадрат:

SIN2 tot SIN2 (P = ? + — COS2^ — COS?,

ft2 a2 ab

сложим с выражением:

COS2 tot SIN2 Ф = SIN2 Ф,

получаем:

E2 CP2

Д2

ЕЕ* СЮ* O"^ CP

_J_ —— COS Ф — SIN2 Ф.

J2 ?2

Это есть уравнение эллипса, т. е. вектор электрического поля суммарного луча после выхода из ячейки Керра описывает эллипс.

Затем можно найти ориентацию эллипса и величины его полуосей для условий эксперимента по изучению явления Керра.

Упрощенное преобразование системы координат дает уравнение для угла поворота G от направления поля &г'.

tl 26 = cos Ф.

Следовательно, при ср=я/2 8=0 ,т. е. оси эллипса совпадают с направлениями &\\ и &±. Если падающий луч Щ направлен под утлом

45°K(!rz, то а =-^-=6 = -^-. В этом случае угол 8 также равен 45°, т. е. главная ось эллипса А совпадает с вектором Ш (рис. XIII.4). В этой повернутой системе координат уравнение эллипса приобретает каноническую форму и его полуоси равны:

A sin «р A sin tp

А' = —-===— и Ь'—— , . =— .

У 1 — cos Полученные выражения могут быть использованы для определения различия фаз ф следующим образом.

Эллиптический луч света выходит из ячейки Керра и направляется на четвертьволновую пластинку, ось которой совпадает с осью эллипса. Тогда эта пластинка становится компенсатором и превращает луч с эллиптической поляризацией в линейно поляризованный луч, который претерпевает поворот на угол а от направления определяемый анализатором (см. рис. ХШ.З). Измерения светового потока регистрируются детектором.

Найдем связь между а и ф. Эллиптический луч, падающий на четвертьволновую пластинку, может быть представлен системой уравнений для двух лучей в перпендикулярных плоскостях, разность фаз между которыми л/2, г. е.

ЩА, = A' cos юг;

(знак вращения результирующего луча зависит от знака br). Действие четвертьволновой пластинки состоит в том, что она снимает разность фаз двух перпендикулярных лучей и превращает их в лучи, распространяющиеся в одной фазе, т. е.

%Ь, = A' cos Ч>г\ %Ъ, == Ь' cos INT.

Но эти два луча в результате сложения дают линейно поляризованный луч, плоскость поляризации которого повернута к оси А! на угол а, выражаемый через отношение полуосей;

й' у 1 — COS ф

Тригонометрические преобразования дают

tga = tg

Таким образом, имеем удивительно простой результат:

О = Ф/2. (ХШ.8)

Измеряя с помощью анализатора угол поворота плоскости поляризации света, прошедшего ячейку Керра и четвертьволновую пластинку, получаем возможность определить q> и, наконец, л„—п±у что и требуется от эксперимента. Возможно также прямое измерение разницы «и—пх с использованием компенсаторов.

Измерения проводят при определенной температуре или при нескольких температурах. Термостатирование ячейки Керра осуществляется с точностью до ~0,2°. Точность измерения углов поворота составляет 10~5... 10~3 и достигает в ряде установок Ю-7 р

страница 87
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

Скачать книгу "Физические методы исследования в химии" (2.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
адвокат по разделу имущества с гарантией недорого цена
узи печени расшифровка норма
деревянная этажерка купить
гироскутер неисправности

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)