Polarimetria.fisica
Páginas: 12 (2776 palabras)
Publicado: 6 de febrero de 2011
ONDAS ELECTROMAGNETICAS TRABAJO PRÁCTICO Nº 16 POLARIMETRIA
CONTENIDOS Luz polarizada: Mecanismos Físicos. Dicroísmo. Reflexión. Birrefringencia. Prisma de Nicol. Polarímetros. Actividad Optica y Rotación específica. Aplicaciones de la Polarimetría. OBJETIVOS Describir el fenómeno de polarización de la luz. Explicar los métodos que se utilizan para obtener luz polarizada. Explicar elfuncionamiento de un polarímetro. Determinar la actividad óptica de sustancias en solución. Calcular la rotación específica de las mismas en solución conociendo su concentración. Determinar concentraciones de soluciones incógnitas, sabiendo sus rotaciones específicas y la longitud del tubo utilizado.
XVI.1
XVI.1.1
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Generalidades sobre la Polarización
La luz natural serepresenta por una vibración transversal que tiene lugar en cada plano perpendicular a la dirección de propagación. Con luz polarizada linealmente, el fenómeno de vibración únicamente tiene lugar en un solo plano perpendicular a la dirección de propagación. XVI.1.2 Mecanismos físicos para obtener luz polarizada
Un aparato óptico, cuya entrada es luz natural y cuya salida es alguna forma de luzpolarizada, se conoce razonablemente como polarizador. Los polarizadores toman configuraciones muy diferentes, pero todos ellos están basados en uno de estos tres mecanismos físicos fundamentales : Dicroismo o absorción selectiva Polarización por reflexión Birrefringencia o doble refracción
162
XVI.1.2.1
Dicroísmo o absorción selectiva
El término dicroísmo se refiere a la absorción selectivade una de las dos componentes ortogonales de un haz incidente. El polarizador dicroico es en sí mismo, físicamente anisótropo, produciendo una fuerte asimetría o absorción preferencial de una de las dos componentes del campo ε, mientras es esencialmente transparente para la otra. Hay ciertos materiales que son inherentemente dicroicos debido a una anisotropía en sus respectivas estructurascristalinas. El más conocido de estos es el mineral natural llamado turmalina ( una piedra semipreciosa). Para esta sustancia hay una dirección específica dentro del cristal, que corresponde al eje óptico, de modo que la componente del campo ε de una onda de luz incidente que es perpendicular a dicho eje, es fuertemente absorbida por la misma. Mientras más grueso es el cristal, más completa es laabsorción. Este hecho hace que una placa de un cristal de turmalina, cortada paralelamente a su eje óptico pueda ser utilizado como un polarizador lineal. La luz transmitida sufre una cierta cantidad de absorción, la cual depende de la longitud de onda, y por consiguiente el cristal estará coloreado. Al sostener un cristal de turmalina frente a la luz natural blanca, puede aparecer verde cuando se vénormalmente a su eje óptico y casi negro cuando se ve a lo largo de ese eje, donde todos los campos ε son perpendiculares a el. Las láminas polarizadoras fabricadas por Polaroid Corporation, son también filtros de polarización dicroicos, algunas de cuyas ventajas son: obtención de láminas grandes, alta transparencia para luz polarizada y bajo costo. El tipo de esta lamina no contiene cristales, sinoque está hecha de un material plástico llamado alcohol polivinílico, cuyas moléculas son grandes, y al ser estiradas mecánicamente en una dirección, dichas moléculas se orientan alineadas en ésa dirección.
Luz natural incidente Las vibraciones verticales son absorbidas parcialmente
Las vibraciones horizontales son completamente absorbidas
Luz transmitida polarizada linealmente
163 XVI.1.2.2
Polarización por reflexión
La experiencia demuestra que en el vidrio o en cualquier otro material dieléctrico, donde incide una onda de luz no polarizada, existe un ángulo de incidencia particular llamado ángulo de polarización (θp), para el cual el coeficiente de reflexión de la componente paralela es nula. Esto significa que el haz reflejado por el vidrio está linealmente...
CONTENIDOS Luz polarizada: Mecanismos Físicos. Dicroísmo. Reflexión. Birrefringencia. Prisma de Nicol. Polarímetros. Actividad Optica y Rotación específica. Aplicaciones de la Polarimetría. OBJETIVOS Describir el fenómeno de polarización de la luz. Explicar los métodos que se utilizan para obtener luz polarizada. Explicar elfuncionamiento de un polarímetro. Determinar la actividad óptica de sustancias en solución. Calcular la rotación específica de las mismas en solución conociendo su concentración. Determinar concentraciones de soluciones incógnitas, sabiendo sus rotaciones específicas y la longitud del tubo utilizado.
XVI.1
XVI.1.1
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Generalidades sobre la Polarización
La luz natural serepresenta por una vibración transversal que tiene lugar en cada plano perpendicular a la dirección de propagación. Con luz polarizada linealmente, el fenómeno de vibración únicamente tiene lugar en un solo plano perpendicular a la dirección de propagación. XVI.1.2 Mecanismos físicos para obtener luz polarizada
Un aparato óptico, cuya entrada es luz natural y cuya salida es alguna forma de luzpolarizada, se conoce razonablemente como polarizador. Los polarizadores toman configuraciones muy diferentes, pero todos ellos están basados en uno de estos tres mecanismos físicos fundamentales : Dicroismo o absorción selectiva Polarización por reflexión Birrefringencia o doble refracción
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XVI.1.2.1
Dicroísmo o absorción selectiva
El término dicroísmo se refiere a la absorción selectivade una de las dos componentes ortogonales de un haz incidente. El polarizador dicroico es en sí mismo, físicamente anisótropo, produciendo una fuerte asimetría o absorción preferencial de una de las dos componentes del campo ε, mientras es esencialmente transparente para la otra. Hay ciertos materiales que son inherentemente dicroicos debido a una anisotropía en sus respectivas estructurascristalinas. El más conocido de estos es el mineral natural llamado turmalina ( una piedra semipreciosa). Para esta sustancia hay una dirección específica dentro del cristal, que corresponde al eje óptico, de modo que la componente del campo ε de una onda de luz incidente que es perpendicular a dicho eje, es fuertemente absorbida por la misma. Mientras más grueso es el cristal, más completa es laabsorción. Este hecho hace que una placa de un cristal de turmalina, cortada paralelamente a su eje óptico pueda ser utilizado como un polarizador lineal. La luz transmitida sufre una cierta cantidad de absorción, la cual depende de la longitud de onda, y por consiguiente el cristal estará coloreado. Al sostener un cristal de turmalina frente a la luz natural blanca, puede aparecer verde cuando se vénormalmente a su eje óptico y casi negro cuando se ve a lo largo de ese eje, donde todos los campos ε son perpendiculares a el. Las láminas polarizadoras fabricadas por Polaroid Corporation, son también filtros de polarización dicroicos, algunas de cuyas ventajas son: obtención de láminas grandes, alta transparencia para luz polarizada y bajo costo. El tipo de esta lamina no contiene cristales, sinoque está hecha de un material plástico llamado alcohol polivinílico, cuyas moléculas son grandes, y al ser estiradas mecánicamente en una dirección, dichas moléculas se orientan alineadas en ésa dirección.
Luz natural incidente Las vibraciones verticales son absorbidas parcialmente
Las vibraciones horizontales son completamente absorbidas
Luz transmitida polarizada linealmente
163 XVI.1.2.2
Polarización por reflexión
La experiencia demuestra que en el vidrio o en cualquier otro material dieléctrico, donde incide una onda de luz no polarizada, existe un ángulo de incidencia particular llamado ángulo de polarización (θp), para el cual el coeficiente de reflexión de la componente paralela es nula. Esto significa que el haz reflejado por el vidrio está linealmente...
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