Люминесцентный анализ - Шлезингер М.А.
Скачать (прямая ссылка):
Хрис/пал/?
*) О методике поляризационных измерений см., например, [2], [5].
2]
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 335'
Подробности устройств таких призм и работы с ними можно найти в специальной литературе [3-5].
Для получения поляризованного света применяются также поляроиды - пленки или пластинки, которые прозрачны для одного направления электрического вектора проходящего света и непрозрачны для другого, ему перпендикулярного. Преимущество поляроидов - их относительная дешевизна.
Приборы для измерения степени поляризации называют поляриметрами. Они могут быть визуальными и фотоэлектрическими. Среди визуальных наиболее распространены два типа - Корню и Савара.
Исландский шпат
Рис. 86. Призма Николя.
Главными частями поляриметра Корню являются призма Волластона и николь. Поток света, пройдя через призму Волластона, разделяется на два взаимно перпендикулярно поляризованные потока. Если падающий свет хотя бы частично поляризован, то интенсивность двух полученных потоков будет различной. Дальше оба потока проходят через николь. Николь ориентируется так, чтобы для обоих потоков Аг и А2, пропускаемых николем, были равны проекции А\ и А* электрических векторов на направление колебаний N (рис. 87), тем самым интенсивности обоих потоков уравниваются.
Как видно из рисунка,
^2 .
Ах '
t g ф =
отношение интенсивностей Т = tg2 Ф,
1 X
откуда степень поляризации
/,- /2 1 -tг2 ш г,
-------- - А- = cos 2<р.
l-Hga<P *
Р = -
ЛН ^2
Именно угол 2ср и удобно измерять на опыте - это угол поворота николя между двумя положениями с равной интенсив-
АГ
Рис. 87. Схема, поясняющая принцип действия поляриметра Корню.
ностью обоих потоков.
Главные части другого распространенного прибора - полярископа Савара - это николь и комбинация из двух пластинок кристаллического кварца, ориентированных специальным образом. Если пропускать сквозь эту систему - пластинку Савара и николь - поляризованный свет,'
.436 ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ [ГЛ. XX
то будет видна интерференционная картина *). По наличию интерференции можно обнаружить даже небольшую степень поляризации.Однако измерить ее с помощью одного этого прибора невозможно. Для измерения необходим какой-нибудь компенсатор. На пути поляризованного света помещают деполяризующее устройство (например, стопу стеклянных пластинок), которое дает поляризацию противоположного знака. Поворачивая стопу и тем самым меняя ее поляризующее действие, можно скомпенсировать поляризацию падающего света. Интерференционная картина в полярископе при этом исчезает. Таким компенсатором можно измерять степень поляризации любого светового потока. Предварительно необходимо проградуировать его по ряду источников с известной поляризацией. Проще всего для градуировки употреблять свет обычной лампы, пропуская его через николь, ориентацию которого при этом меняют. Подробности градуировки и проверки градуировки компенсаторов содержатся в работе [27].
Существенное усовершенствование полярископа Савара предложил Каврайский [6]. Прибор Каврайского имеет ряд преимуществ, и в последнее время им стали пользоваться, в частности, и для исследования поляризации люминесценции.
Точность визуальных методов определения степени поляризации ограничивается контрастной чувствительностью глаза, т. е. способностью замечать различие интенсивностей при малых освещенностях. Если мала интенсивность света или мала степень поляризации, а также, если спектр свечения расположен в синей или фиолетовой части спектра, где мала чувствительность глаза, в этих случаях визуальные методы дают большие ошибки, а в ультрафиолетовой области, разумеется, совсем неприменимы.
Даже при значительной яркости флуоресценции при измерении малой степени поляризации ошибка может быть весьма большой. Так, при Р=0,05
А Р
относительная ошибка - достигает 15 %, а при Р=0,02 - 37 %. Если же
интенсивность мала, то ошибки могут быть много больше, даже при значительной степени поляризации.
' Поэтому в последнее время начали применять фотоэлектрические методы измерения поляризации.
Приемниками света в таких методах служат фотоэлементы или фотоэлектронные умножители. Перед входом приемника помещается поляризующее устройство (призма Николя или поляроид); оно ориентируется вначале так, чтобы электрический вектор пропускаемого света имел определенное (в большинстве случаев- вертикальное) направление, а затем поворачивается на 90° (электрический вектор становится горизонтальным). Показания приемника при этих двух положениях николя соответственно равны /j и /2. Удобнее с помощью двупреломляющей призмы (например, призмы Волластона) разделить в пространстве взаимно перпендикулярно поляризованные компоненты светового потока и одновременно подавать их на два фотоумножителя. Необходимо при этом тщательно корректировать или учитывать различную чувствительность и другие свойства приемников. В последнее время описан ряд установок такого типа [6а, 66]. При измерении слабых световых потоков сигнал с фотоумножителя подает-
*) Интерференционная картина -система чередующихся светлых и темных полос - является результатом наложения световых волн с постоянной во времени разностью фаз. В тех точках картины, где волны совпадают по фазе, они усиливают друг друга (светлая полоса), а там, где они находятся в противофазе, они взаимно гасятся (темная полоса).
