- आधार
- पोलीमीटर के प्रकार
- नियमावली
- स्वचालित और डिजिटल
- संचालन और भागों
- लॉरेंट पोलारिमीटर
- बायोट का नियम
- फायदे और नुकसान
- मैनुअल पोलीमीटर के फायदे और नुकसान
- लाभ और स्वत: और डिजिटल ध्रुवीयमीटर के नुकसान
- अनुप्रयोग
ध्रुवनमापन जब एक ध्रुवीकरण प्रकाश किरण से होकर गुजरती है के रोटेशन को मापता है यह एक ऑप्टिकली सक्रिय पदार्थ है जो एक गिलास हो सकता है (उदाहरण के लिए टूमलाइन) या एक चीनी समाधान होकर गुजरता है।
यह एक सरल तकनीक है, जो विश्लेषण के ऑप्टिकल तरीकों से संबंधित है और कई अनुप्रयोगों के साथ, विशेष रूप से रासायनिक और कृषि-खाद्य उद्योग में शर्करा समाधान की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए है।
चित्र 1. डिजिटल स्वचालित ध्रुवीकरण। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स A.KRessSS ऑप्टीकल GmbH,
आधार
इस तकनीक का भौतिक आधार प्रकाश के गुणों में एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के रूप में रहता है, जिसमें एक बिजली और एक चुंबकीय क्षेत्र परस्पर लंबवत दिशाओं में चलते हैं।
विद्युत चुम्बकीय तरंगों को अनुप्रस्थ किया जाता है, जिसका अर्थ है कि ये क्षेत्र, आकृति 2 के अनुसार, उन्हें सीधा दिशा में प्रचारित करते हैं।
हालाँकि, चूंकि क्षेत्र कई परमाणु तरंगों से बना होता है, जो प्रत्येक परमाणु से आते हैं, और हर एक अलग-अलग दिशाओं, प्राकृतिक प्रकाश या जो गरमागरम प्रकाश बल्ब से आता है, में ध्रुवीकरण नहीं होता है।
इसके विपरीत, जब क्षेत्र के दोलन अधिमान्य दिशा में होते हैं, तो प्रकाश को ध्रुवीकृत कहा जाता है। यह अवांछित घटकों को अवरुद्ध करने में सक्षम कुछ पदार्थों के माध्यम से प्रकाश किरण को गुजरने देने से प्राप्त किया जा सकता है और विशेष रूप से केवल एक को गुजरने की अनुमति देता है।
चित्रा 2. एक्स अक्ष के साथ प्रचारित एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का एनीमेशन। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स And1mu।
अगर प्रकाश तरंग में एकल तरंग दैर्ध्य होता है, तो हमारे पास एक रैखिक ध्रुवीकृत मोनोक्रोमैटिक बीम होता है।
इसे पूरा करने के लिए फिल्टर के रूप में कार्य करने वाली सामग्री को ध्रुवीय या विश्लेषक कहा जाता है। और ऐसे पदार्थ हैं जो ध्रुवीकृत प्रकाश का जवाब देते हैं, ध्रुवीकरण के विमान को घुमाते हैं। उन्हें वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थों के रूप में जाना जाता है, उदाहरण के लिए शक्कर।
पोलीमीटर के प्रकार
सामान्य तौर पर, ध्रुवीयमीटर हो सकते हैं: मैनुअल, स्वचालित और अर्ध-स्वचालित और डिजिटल।
नियमावली
मैनुअल पोलीमीटर का उपयोग प्रयोगशालाओं और छोटी प्रयोगशालाओं को सिखाने में किया जाता है, जबकि बड़ी संख्या में माप की आवश्यकता होने पर स्वचालित वाले को प्राथमिकता दी जाती है, क्योंकि वे माप पर खर्च किए गए समय को कम करते हैं।
स्वचालित और डिजिटल
स्वचालित और डिजिटल मॉडल एक फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर के साथ आते हैं, एक सेंसर जो प्रकाश के परिवर्तन की प्रतिक्रिया का उत्सर्जन करता है और माप की शुद्धता को बहुत बढ़ाता है। ऐसे भी हैं जो डिजिटल स्क्रीन पर पढ़ने की पेशकश करते हैं, संचालित करने के लिए बहुत आसान है।
एक पोलीमीटर के सामान्य संचालन को समझाने के लिए, एक मैनुअल ऑप्टिकल प्रकार नीचे वर्णित है।
संचालन और भागों
एक मूल पोलीमीटर दो निकोल प्रिज्म या पोलेराइड शीट का उपयोग करता है, जिसके बीच में विश्लेषण करने के लिए वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ स्थित होता है।
विलियम निकोल (१ Nic६51-१ol५१) एक स्कॉटिश भौतिक विज्ञानी थे जिन्होंने अपने करियर का अधिकांश भाग इंस्ट्रूमेंटेशन के लिए समर्पित किया। कैल्साइट या आइसलैंड स्पार के क्रिस्टल का उपयोग करते हुए, एक घटना प्रकाश किरण को विभाजित करने में सक्षम खनिज, निकोल ने 1828 में एक प्रिज्म बनाया जिसमें ध्रुवीकृत प्रकाश प्राप्त किया जा सकता था। इसका उपयोग व्यापक रूप से पोलीमीटर के निर्माण में किया गया था।
चित्रा 4. Birefringent कैल्साइट क्रिस्टल। स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स एपीएन एमजेएम।
एक पोलीमीटर के मुख्य भाग हैं:
- प्रकाश स्रोत। आम तौर पर एक सोडियम, टंगस्टन या पारा वाष्प दीपक, जिसकी तरंग दैर्ध्य ज्ञात है।
- पोलराइज़र। पुराने मॉडलों में निकोल प्रिज्म का उपयोग किया गया था, जबकि अधिक आधुनिक लोग आमतौर पर आयोडीन परमाणुओं के साथ लंबी-श्रृंखला हाइड्रोकार्बन अणुओं से बने पोलेरॉइड शीट का उपयोग करते हैं।
- एक नमूना धारक। जहां विश्लेषण किया जाने वाला पदार्थ रखा गया है, जिसकी लंबाई परिवर्तनशील है, लेकिन वास्तव में ज्ञात है।
- एक ऐपिस और संकेतक जिन्हें वर्नियर तराजू के साथ प्रदान किया गया है। पर्यवेक्षक के लिए नमूने की घूर्णी शक्ति को सटीक रूप से मापने के लिए। स्वचालित मॉडल में फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर होते हैं।
- इसके अतिरिक्त, तापमान और तरंग दैर्ध्य संकेतक। चूंकि कई पदार्थों की घूर्णी शक्ति इन मापदंडों पर निर्भर करती है।
चित्रा 5. एक मैनुअल पोलीमीटर की योजना। स्रोत: चांग, आर केमिस्ट्री।
लॉरेंट पोलारिमीटर
वर्णित प्रक्रिया में एक छोटी सी खामी है जब पर्यवेक्षक प्रकाश की न्यूनतम को समायोजित करता है, क्योंकि मानव आंख चमकदारता में बहुत छोटे बदलावों का पता लगाने में सक्षम नहीं है।
इस समस्या को हल करने के लिए, लॉरेंट पोलिमीटर, आधा-तरंग दैर्ध्य रिटायरिंग हाफ-शीट को जोड़ता है, जो कि द्विअर्थी सामग्री से बना है।
इस तरह, प्रेक्षक के पास दर्शक में अलग-अलग चमक के दो या तीन आसन्न क्षेत्र होते हैं, जिन्हें फ़ील्ड कहा जाता है। इससे आंख को प्रकाश के स्तर को भेदना आसान हो जाता है।
आपके पास सबसे सटीक माप है जब विश्लेषक को इस तरह से चालू किया जाता है कि सभी फ़ील्ड समान रूप से मंद हों।
चित्रा 6. ध्रुवीय परिधि का मैनुअल पढ़ना। स्रोत: एफ। ज़पाटा
बायोट का नियम
बायोट का नियम वैकल्पिक रूप से सक्रिय पदार्थ की रोटरी पावर α से संबंधित है, जो कि सेक्सजेसिमल डिग्री में मापा जाता है, उक्त पदार्थ की एकाग्रता सी के साथ-जब यह एक समाधान है और ऑप्टिकल सिस्टम की ज्यामिति है।
यही कारण है कि पोलिमीटर के विवरण में जोर दिया गया था, कि प्रकाश के तरंग दैर्ध्य मूल्यों और नमूना धारक के बारे में पता होना चाहिए था।
आनुपातिकता के निरंतरता को निरूपित किया जाता है और इसे समाधान की विशिष्ट घूर्णी शक्ति कहा जाता है। यह घटना प्रकाश की तरंग दैर्ध्य λ और नमूना के तापमान टी पर निर्भर करता है। आम तौर पर सोडियम लाइट के लिए 20 डिग्री सेल्सियस पर मानों को सारणीबद्ध किया जाता है, विशेष रूप से, जिनकी तरंग दैर्ध्य 589.3 एनएम है।
विश्लेषण किए जाने वाले यौगिक के प्रकार के आधार पर, बायोट के नियम अलग-अलग रूप लेते हैं:
- वैकल्पिक रूप से सक्रिय ठोस: α =.ically
- शुद्ध तरल पदार्थ: α =। ℓ.ρ
- विलेय के साथ समाधान जिनकी ऑप्टिकल गतिविधि होती है: α =। ℓ.c
- कई वैकल्पिक रूप से सक्रिय घटकों के साथ नमूने:.α i
निम्नलिखित अतिरिक्त मात्रा और उनकी इकाइयों के साथ:
- नमूना धारक की लंबाई:) (तरल पदार्थ के लिए ठोस और डीएम के लिए मिमी में)
- तरल पदार्थों का घनत्व: ρ (जी / एमएल में)
- एकाग्रता: सी (जी / एमएल या मोलरिटी में)
फायदे और नुकसान
पोलिमरमीटर विभिन्न क्षेत्रों में बहुत उपयोगी प्रयोगशाला उपकरण हैं और प्रत्येक प्रकार के ध्रुवीकरण के अपने इच्छित उपयोग के अनुसार फायदे हैं।
तकनीक का एक बड़ा फायदा खुद यह है कि यह एक गैर-विनाशकारी परीक्षण है, उचित है जब महंगा, मूल्यवान नमूनों का विश्लेषण किया जाता है या कि किसी कारण से नकल नहीं की जा सकती है। हालांकि, ध्रुवीयता किसी भी पदार्थ पर लागू नहीं होती है, केवल उन लोगों के लिए जो ऑप्टिकल गतिविधि या चिरल पदार्थ हैं, क्योंकि वे भी ज्ञात हैं।
यह विचार करना भी आवश्यक है कि अशुद्धियों की उपस्थिति परिणामों में त्रुटियों का परिचय देती है।
विश्लेषण किए गए पदार्थ द्वारा उत्पादित रोटेशन का कोण इसकी विशेषताओं के अनुसार है: अणु का प्रकार, समाधान की एकाग्रता और यहां तक कि उपयोग किए गए विलायक। इन सभी आंकड़ों को प्राप्त करने के लिए, उपयोग किए गए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य, तापमान और नमूना धारक कंटेनर की लंबाई को जानना आवश्यक है।
जिस सटीकता के साथ आप नमूना का विश्लेषण करना चाहते हैं वह उचित उपकरण चुनते समय निर्णायक है। और इसकी लागत भी।
मैनुअल पोलीमीटर के फायदे और नुकसान
- वे सस्ते होते हैं, हालांकि कम लागत वाले डिजिटल संस्करण भी हैं। जैसा कि इसके लिए बहुत प्रस्ताव है।
- वे शिक्षण प्रयोगशालाओं में और प्रशिक्षण के रूप में उपयोग करने के लिए उपयुक्त हैं, क्योंकि वे ऑपरेटर को तकनीक के सैद्धांतिक और व्यावहारिक पहलुओं से परिचित करने में मदद करते हैं।
- वे लगभग हमेशा कम रखरखाव कर रहे हैं।
- वे प्रतिरोधी और टिकाऊ हैं।
- माप को पढ़ना थोड़ा अधिक श्रमसाध्य है, खासकर यदि विश्लेषण किए जाने वाले पदार्थ में कम घूर्णी शक्ति है, इसलिए ऑपरेटर आमतौर पर विशेष कर्मी होता है।
लाभ और स्वत: और डिजिटल ध्रुवीयमीटर के नुकसान
- वे संभालना और पढ़ना आसान है, उन्हें अपने ऑपरेशन के लिए विशेष कर्मियों की आवश्यकता नहीं है।
- डिजिटल पोलीमीटर डेटा को प्रिंटर या स्टोरेज डिवाइस में एक्सपोर्ट कर सकता है।
- स्वचालित पोलीमीटर को कम माप समय (लगभग 1 सेकंड) की आवश्यकता होती है।
- उनके पास अंतराल द्वारा मापने के विकल्प हैं।
- फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर कम घूर्णी शक्ति वाले पदार्थों का विश्लेषण करने की अनुमति देता है।
- कुशलता से तापमान को नियंत्रित करता है, माप को सबसे अधिक प्रभावित करने वाला पैरामीटर।
- कुछ मॉडल महंगे हैं।
- उन्हें रखरखाव की आवश्यकता होती है।
अनुप्रयोग
Polarimetry में बड़ी संख्या में एप्लिकेशन हैं, जैसा कि शुरुआत में बताया गया है। क्षेत्र विविध हैं और विश्लेषण किए जाने वाले यौगिक कार्बनिक और अकार्बनिक भी हो सकते हैं। ये उनमें से कुछ हैं:
- फार्मास्यूटिकल गुणवत्ता नियंत्रण में, यह निर्धारित करने में मदद करना कि दवाओं के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले पदार्थों में उचित एकाग्रता और शुद्धता है।
- खाद्य उद्योग की गुणवत्ता नियंत्रण के लिए, चीनी की शुद्धता, साथ ही पेय और मिठाई में इसकी सामग्री का विश्लेषण करना। इस तरह से उपयोग किए जाने वाले पोलारिमिटर को सैकरमीटर भी कहा जाता है और एक विशेष पैमाने का उपयोग करते हैं, जो कि अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले से अलग है::Z स्केल।
चित्रा 7. वाइन और फलों के रस में चीनी सामग्री का गुणवत्ता नियंत्रण ध्रुवीकरण द्वारा किया जाता है। स्रोत: पिक्साबे
- खाद्य प्रौद्योगिकी में भी इसका उपयोग नमूने के स्टार्च सामग्री को खोजने के लिए किया जाता है।
- खगोल भौतिकी में, तारों में प्रकाश के ध्रुवीकरण का विश्लेषण करने और खगोलीय वातावरण में मौजूद चुंबकीय क्षेत्रों और तारकीय गतिकी में उनकी भूमिका का अध्ययन करने के लिए ध्रुवीकरण का उपयोग किया जाता है।
- नेत्र रोगों का पता लगाने में पोलारिमेट्री उपयोगी है।
- उच्च समुद्र पर जहाजों के अवलोकन के लिए उपग्रह रिमोट सेंसिंग उपकरणों में, समुद्र के बीच या भूमि पर प्रदूषण के क्षेत्रों में, उच्च विपरीत के साथ छवियों को लेने के लिए धन्यवाद।
- रासायनिक उद्योग ऑप्टिकल आइसोमर्स के बीच अंतर करने के लिए ध्रुवीकरण का उपयोग करता है। इन पदार्थों में समान रासायनिक गुण होते हैं, क्योंकि उनके अणुओं में समान संरचना और संरचना होती है, लेकिन एक दूसरे की दर्पण छवि होती है।
ऑप्टिकल आइसोमर्स प्रकाश के ध्रुवीकरण करने के तरीके में भिन्न होते हैं (enantiomers): एक आइसोमर ऐसा बाएं (बाएं हाथ) और दूसरे से दाएं (दाएं हाथ), हमेशा पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से होता है।
- एजीएस विश्लेषणात्मक। एक पोलीमीटर क्या है? से पुनर्प्राप्त: agsanalitica.com।
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- वालेंसिया के पॉलिटेक्निक विश्वविद्यालय।
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