ANALISIS DE ALIMENTOS
UNIVERDIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERIA PESQUERA
TRABAJO ENCARGADO
POLARIMETRA
Curso: Anlisis de Alimentos Profesor: Ing. Hualter Leyton
Masias
Integrantes:
Abad Correa Clever Alexis
Mendoza Ipanaque Jos
Fecha de emisin: 15/07/ 2015
CONTENIDO
INTRODUCCIN3ANTECEDENTES6POLARIZACIN DE LA LUZ8Principios de la
polarimetra10Vector de Stokes10Modelo polarimtrico para la luz en
tres dimensiones11POLARIMETRA12Rotacin y rotacin especfica14Clculo
de la rotacin especfica (lquidos y soluciones pticamente
activos)14Longitud de onda15Intervalo angular: ambigedad15Parmetros
de Stokes16POLARMETROS17APLICACIONES20CONCLUSIN21REFERENCIAS22
ANALISIS DE ALIMENTOSPOLARIMETRIA
UNP-PIURAPgina 21 de 22
INTRODUCCIN
Cuando un haz de luz polarizada atraviesa un medio anistropo, la
interferencia entre los rayos electromagnticos ordinario y
extraordinario lleva a la produccin de una radiacin polarizada
elpticamente, circularmente o en un plano. Estos diferentes efectos
se pueden explicar como sigue: Cuando dos trenes de ondas de la
misma frecuencia polarizados segn los planos perpendiculares se
desplazan en la misma direccin, la resultante es un vector que no
est en un plano, sino que describe una elipse o un crculo. Si las
dos vibraciones presentan una diferencia de fase comprendida entre
0 y 90, el vector describe una elipse. Si la diferencia de fase es
de 90, la resultante descube una elipse (si la elongaciones son
diferentes) o un circulo (si son iguales).la nica excepcin se da
cuando las vibraciones estn en fase, en cuyo caso la resultante es
un nico movimiento ondulatorio que esta polarizado en el plano que
forma un ngulo de 45 con los planos de las vibraciones componentes.
En los casos de mayores diferencias de fase las figuras mencionadas
se repiten a intervalos de 180.
Un haz polarizado linealmente que atraviesa un medio puede
estimarse desdoblando en dos componentes circulares que son
coherentes y que tienen sentidos de rotacin opuestos, cuando la luz
emerge del medio, estos dos componentes se renen de nuevo
resultando el haz primitivo polarizado en un plano. Sin embargo, si
el medio es anistropo, el rayo emergente no es idntico al
primitivo, ya que en estos medios los ndices de refraccin para la
luz polarizada dextrosa o sinistrorsa son distintos. Es decir, son
distintas las velocidades de propagacin, lo cual produce una
diferencia de fase que da lugar a que al abandonar dicho medio, el
rayo resultante aparezca con el plano de polarizacin girado en
cierto ngulo.
Existen numerosas sustancias que presentan la propiedad
caracterstica de provocar la rotacin del plano de una radiacin
polarizada. Se dice que estas sustancias poseen poder rotatorio
ptico.
El poder rotatorio ptico tiene su origen en la asimetra
estructural que se da en toda sustancia que carece de plano o de
centro de simetra. La asimetra puede ser propia de la forma
cristalina en que se presenta la sustancia, o inherente a la propia
estructura de sus molculas. En este ltimo caso, la actividad ptica
es independiente de la forma fsica de la sustancia.
Un centro pticamente activo tpico es el tomo de carbono con
cuatro sustituyentes distintos. La disimetra estructural
resultante, que da a la sucesin de tomos en la molcula una
disposicin dextrorsa o una sinistrorsa, origina la rotacin ptica,
y, en consecuencia, los compuestos de este tipo se presentan en
formas ismeras dextrgiras (D) y levgiras (L).
La medida de la rotacin ptica se consigue con instrumentos
relativamente sencillos.
La polarimetra es una tcnica que se basa en la medicin de la
rotacin ptica producida sobre un haz de luz polarizada al pasar por
una sustancia pticamente activa. La actividad ptica rotatoria de
una sustancia, tiene su origen en la asimetra estructural de las
molculas.
Es una tcnica no destructiva consistente en medir la actividad
(rotacin) ptica de compuestos tanto orgnicos como inorgnicos. Un
compuesto es considerado pticamente activo si la luz linealmente
polarizada sufre una rotacin cuando pasa a travs de una muestra de
dicho compuesto. La rotacin ptica viene determinada por la
estructura molecular y la concentracin de molculas quirales. Cada
sustancia pticamente activa tiene su propia rotacin especfica,
determinada por la siguiente ecuacin
Dnde:
= Rotacin especfica a una determinada,
= rotacin ptica
c = concentracin,
l = paso ptico a travs de la muestra,
T = temperatura,
= Longitud de onda
Las tcnicas polarimtricas consisten en procedimientos e
instrumentos de medida orientados a la obtencin de las propiedades
de polarizacin de haces de luz. La interaccin de la luz con medios
materiales (refraccin, reflexin, scattering...) produce
modificaciones en el estado de polarizacin de la luz, de modo que
es posible caracterizar las propiedades del material en cuanto a
sus potenciales efectos polarimtricos.
As, las citadas tcnicas polarimtricas se refieren tanto a las
propiedades polarimtricas de la luz propiamente dicha, como de los
medios materiales.
La presencia de polarizacin generalmente se debe a la existencia
de mecanismos de emisin no isomtricos (tpicamente debido a la
presencia de un campo magntico o a emisin bipolar), adems de la
existencia de asimetras en la fuente emisora (de modo que la
polarizacin no se cancele por efectos geomtricos).
La polarimetra se basa en los cambios que tiene un haz de luz al
enfrentarse con distintos medios polarizantes (dicrosmo, lminas
retardadoras, birrefringencia, reflexin), en los cuales se puede
obtener uno o dos haces de luces linealmente polarizados, o
semicampos de penumbra, o un haz de luz reflejada.
Se basa en la propiedad que tiene el vector campo elctrico de
una onda electromagntica (en este caso luz natural) que luego de
atravesar un polarizador (cristal o lmina que deja pasar luz que
vibra en un solo plano) y posteriormente una muestra, si esta ltima
tiene actividad ptica, producir una rotacin del eje de la luz
polarizada incidente, que se apreciar utilizando un analizador (que
no es ms que otro polarizador) una escala graduada.
ANTECEDENTES
El fenmeno de polarizacin de la luz era conocido desde los
trabajos de Christian Huygens (1629-1695) pero fue analizado a
fondo por Jean Baptiste Biot (1774-1862) a principios del siglo
XIX. Tras estudiar el fenmeno sobre un cristal de cuarzo, Biot
encontr la existencia de sustancias que giraban el plano de
polarizacin de la luz hacia la derecha (dextrgiras) y otras que lo
hacan hacia la izquierda (levgiras).
Por tanto, existen evidencias experimentales que han convencido
a la fsica clsica de que la luz puede tratarse como una onda
electromagntica transversal. Una de ellas es la polarizacin de la
luz, bajo determinadas condiciones. En rigor, una onda luminosa
puede ser vista como superposicin de varias ondas. Podemos
considerarla como una superposicin de dos ondas luminosas armnicas,
perpendiculares, de igual vector de propagacin y frecuencia
(monocromticas); en cambio la luz natural las oscilaciones cambian
de direccin aleatoriamente.
En 1808, el cientfico francs tienne Louis Malus descubri que si
se hace incidir un rayo de luz sobre una superficie de vidrio con
un ngulo aproximado de 57, el rayo de luz reflejado est
completamente polarizado, siendo el plano de vibracin perpendicular
al plano de incidencia. Para ngulos diferentes la polarizacin es
parcial. En general, se demuestra que, en una reflexin sobre una
superficie, el ngulo de polarizacin (de incidencia) cumple la
siguiente relacin: siendo n el ndice de refraccin de la sustancia
sobre la que se refleja el rayo de luz.
MEDIANTE UN POLARIZADOR
Un polarizador es una lmina transparente que tiene la propiedad
de atenuar las oscilaciones del campo elctrico en una direccin,
dejando pasar la luz que oscila en la direccin perpendicular
.
En 1878, un experimento propuesto por el cientfico francs Simon
Poisson (partidario de la teora corpuscular de la luz) para
rechazar la teora rival de las perturbaciones del medio (teora
ondulatoria de la luz) propuesta por Fresnel confirm la validez de
esta ltima teora. En los aos siguientes, la teora ondulatoria de la
luz fue explicando cada vez mejor los fenmenos de la reflexin y la
refraccin. Pero, cmo explicar que la luz tiene un carcter
direccional, es decir, que su propagacin dependa de la orientacin
que tenga respecto del medio material por el que se propaga?;
propiedad que recibe el nombre de polarizacin
En un movimiento ondulatorio, unas vibraciones forman ondas que
se desplazan por el medio. Las dos direcciones: la de
desplazamiento de las ondas y el de las vibraciones pueden
coincidir, es decir, ser paralelas, o pueden ser
perpendiculares.
En el primer caso, se dice que las ondas son longitudinales, en
el segundo que son transversales. La polarizacin de la luz es la
prueba de que consiste en ondas transversales.
POLARIZACIN DE LA LUZ
La polarizacin electromagntica es un fenmeno que puede
producirse en las ondas electromagnticas, como la luz, por el cual
el campo elctrico oscila slo en un plano determinado, denominado
plano de polarizacin. Este plano puede definirse por dos vectores,
uno de ellos paralelo a la direccin de propagacin de la onda y otro
perpendicular a esa misma direccin el cual indica la direccin del
campo elctrico.
Una onda electromagntica polarizada. Las oscilaciones del campo
elctrico slo se producen en el plano del tiempo, son
perpendiculares a las oscilaciones del campo magntico, y ambas son
perpendiculares a la direccin de propagacin de la onda.
Un polarizador es un dispositivo que solo deja pasar la luz que
vibra en un plano determinado. Este plano constituye el "eje" de
polarizacin. La luz no polarizada vibra en todos los planos, de
este modo si esta luz pasa por un polarizador "ideal", solo la
mitad de ella es transmitida.
La luz transmitida es polarizada en un plano, si se la hace
incidir sobre un segundo polarizador cuyo eje es perpendicular al
primero, no se transmite luz a travs del segundo polarizador.
Luz
Polariza
Luzno pasa
Polarizadopolarizado
Sin embargo, si el segundo polarizador est orientado en un ngulo
tal que no sea perpendicular al primero, habr una componente del
campo elctrico de la luz polarizada que se oriente en la misma
direccin que tiene el eje del segundo polarizador; as algo de luz
se transmitir a travs del segundo polarizador
Luz polariza
Luzpasa
Polariza
I
Polarizador 10
Polarizador 2
La componente E corresponde al campo elctrico polarizado de la
luz que se transmite, y E0 es el campo elctrico polarizado
inicialmente, entonces por Trigonometra
Ya que la intensidad de la luz vara en funcin del cuadrado del
campo elctrico, la intensidad de la luz transmitida est dada
por:
I: Es la intensidad de la luz incidente
Es el ngulo entre el eje de polarizacin de la Luz incidente y el
eje Del polarizador 2.
Es la intensidad inicial, sin polarizadores o con ellos en 0.
Note que
Si , entonces cos (0) = 1 , entonces la intensidad transmitida
es igual a la intensidad incidente de la luz polarizada.
Si , entonces cos (90) = 0, y no hay luz transmitida.
PRINCIPIOS DE LA POLARIMETRA
La luz polarizada es aquella que ha pasado a travs de un
polarizador, que fuerza ondas electromagnticas aleatorizadas hacia
un plano. Cuando esta luz polarizada en un plano pasa a travs de
una sustancia pticamente activa (por ejemplo, una solucin de una
sustancia qumica pticamente activa), el PLANO de polarizacin se
gira en una cantidad que es caracterstica de la sustancia
examinada. Los polarmetros detectan la posicin del PLANO y la
comparan con su posicin original siendo la diferencia la rotacin,
que se expresa normalmente en grados angulares.
Se coloca un tubo de muestra que contiene el lquido (solucin)
examinado entre dos elementos polarizantes (tira polaroide o
cristal de calcita). El primer elemento, el polarizador, polariza
la luz antes de que pase a travs de la muestra.
El segundo elemento, el analizador, puede girarse para
contrarrestar cualquier rotacin por la muestra y, por tanto,
localiza la posicin angular resultante del plano de la luz y, por
lo tanto, la cantidad de rotacin causada por la muestra.
VECTOR DE STOKES
En el vector de Stokes, constituido por cuatro componentes
reales, contiene toda la informacin relativa al estado de
polarizacin de un haz de luz. En cuanto al material, su matriz de
Mueller, constituida por diecisis elementos reales, contiene toda
la informacin fsica relativa a las propiedades polarimtricas del
material (dadas unas condiciones especficas de interaccin).
En la mayor parte de los casos, el inters de la polarimetra no
se centra tanto en el anlisis de luz polarizada (estudio de fuentes
de luz, Astronoma...) como en utilizar la luz polarizada como una
sonda para obtener propiedades fsicas de los materiales bajo
estudio. Entre las variadas aplicaciones de la polarimetra, cabe
destacar las siguientes:
Estudio de tensiones internas en materiales:
fotoelasticidad.
Medida de constantes pticas y birrefringencia.
Anlisis de depsitos superficiales: semiconductores, dielctricos,
metales...
Estudio de muestras materiales por scattering: suspensiones,
aerosoles, hidrosoles...
Anlisis y diagnsticos oftalmolgicos.
Caracterizacin de fibras pticas.
Dadas unas determinadas condiciones de interaccin del haz de luz
polarizada con una muestra material, una medida polarimtrica
completa provee diecisis parmetros fsicos. Las condiciones de
interaccin (ngulo de incidencia; ngulo de observacin; propiedades
espectrales del haz utilizado; ubicacin, forma y tamao de la zona
irradiada; temperatura, tiempo de medida...) pueden variarse
gradualmente con objeto de obtener una informacin todava ms amplia
acerca del material bajo estudio.
Toda la potencia que supone el obtener tan abundante informacin
del material, se ve severamente limitada por el hecho de que la
gran complejidad de la estructura matemtica de las matrices de
Mueller hace muy difcil analizar dicha informacin e interpretarla
en trminos de parmetros fsicos significativos. En efecto, los
diecisis elementos de la matriz de Mueller estn sujetos a
restricciones en forma de inecuaciones lineales, bilineales y
cuadrticas, por lo que, salvo en casos muy particulares; dichos
elementos no tienen una interpretacin fsica directa.
La ausencia de un modelo general y bien fundamentado para el
lgebra de StokesMueller ha sido, pues, la causa de que la
polarimetra no haya tenido un mayor auge en los aos pasados y se
haya visto relegada por tcnicas que, como la elipsometra, se
centran en medidas parciales en las que se prescinde de los efectos
de despolarizacin y en las que los procedimientos de anlisis se
sustentan generalmente en algoritmos numricos de ajuste de
parmetros a partir de muestras-test.
MODELO POLARIMTRICO PARA LA LUZ EN TRES DIMENSIONES
Para la descripcin del estado de polarizacin de los haces de luz
se considera la evolucin de la elipse de polarizacin en un plano
perpendicular a una direccin fija de propagacin de la luz. Este
modelo polarimtrico en 2D, se corresponde con las condiciones
habituales de laboratorio, donde se preparan haces de luz con una
direccin de propagacin bien definida para que incidan sobre una
muestra material bajo estudio y se analiza la polarizacin de la luz
emergente en una determinada direccin de observacin. No obstante,
existen situaciones en las que la direccin de propagacin de la luz
no puede considerarse constante y se hace necesario contar con un
modelo polarimtrico en el que se tenga en cuenta la evolucin de las
tres componentes del campo elctrico de la onda luminosa. Aunque
este problema ha sido objeto de atencin por parte de diferentes
autores, es reciente el logro, por parte del GOM, de un modelo
adecuado y bien fundamentado.
Este modelo se basa en la extensin a 3D de la matriz de
polarizacin y en el uso de las matrices de Gell-Mann como base para
la obtencin de los parmetros de Stokes generalizados. Gracias a
este modelo se ha introducido una definicin del grado de
polarizacin cuya expresin es una extensin natural de la formulacin
presentada para el caso 2D.
POLARIMETRA
La radiacin ordinaria est constituida por un haz de ondas
electromagnticas en las cuales las vibraciones estn distribuidas de
manera equitativa entre una gran cantidad de planos centrados a lo
largo de la trayectoria del haz. Visto de frente, un haz de
radiacin monocromtica se puede imaginar cmo in conjunto infinito de
vectores elctricos que fluctan en longitud desde cero hasta una
amplitud mxima A. en la figura a continuacin se ilustra una vista
frontal de estos vectores en varios momentos durante el paso de una
onda de radiacin monocromtica por un punto fijo en el espacio.
Radiacin no polarizada y polarizada en un plano:
a) Vista transversal de un haz de radiacin monocromtica
b) Sucesivas vistas frontales de la radiacin en a) si no est
polarizada
c) Vistas frontales sucesivas de la radiacin en a) si esta
polarizada en un plano sobre el eje vertical.
En la figura a2 se muestran unos pocos de los vectores que se
ilustran en la figura b2 en el instante en que la onda est en su
mximo. El vector en cualquier plano, por ejemplo el XY como se
ilustra en la figura a2, se puede resolver en os componentes
mutuamente perpendiculares AB y CD como se ve en la figura b2. Si
se combinan los dos componentes para todos los planos que se
muestran en la figura a2, la resultante se parece a la que se
muestra en la figura 2c. Si se elimina un de los planos de vibracin
resultante de la figura a2 se genera un haz que esta polarizado en
el plano. El vector elctrico resultante de un haz polarizado en el
plano ocupa entonces un solo plano. En la figura c se ilustra una
vista frontal de un h e radiacin polarizada en un plano despus de
diferentes tiempos.
Figura nmero 2, (a2, b2 y c2)
a) Unos cuantos vectores elctricos de un haz que se desplaza en
forma perpendicular a la pgina.
b) Resolucin de un vector en un plano XY en dos componentes
mutuamente perpendiculares.
c) La resultante cuando todos los vectores se descompone (no est
a escala)
Ciertas fuentes de energa radiante producen radiacin
electromagntica polarizada en un plano. Por ejemplo, tanto las
ondas de radiacin que parten de una antena como las microondas
producidas por un tubo klystrom estn polarizadas en un plano. La
radicacin visible y la ultravioleta provenientes de la relacin de
un solo tomo o molcula excitado tambin esta polarizada, pero el haz
de tal fuente no tiene polarizacin neta, ya que est formada por una
multitud de trenes de indas individuales producidos por una gran
cantidad de fenmeno atmicos o moleculares individuales. El plano
polarizado de estas ondas individuales as aleatorio, de modo que
sus polarizaciones individuales se anulan.
La radiacin polarizada ultravioleta y la visible se producen por
el paso de radiacin a travs de medios que absorben, reflejan o
refractan de manera selectiva radiacin que vibra solo en un
plano.
ROTACIN Y ROTACIN ESPECFICA
La rotacin es una funcin lineal de la concentracin tanto de la
sustancia examinada como de la longitud de la va de la solucin (=
longitud del tubo). Por lo tanto, al duplicar la concentracin se
duplicar la rotacin angular; al duplicar la longitud del tubo
tambin se duplicar la rotacin.
Las mediciones de la rotacin ptica pueden emplearse para
determinar la concentracin y/o la pureza de una sustancia, o
simplemente para detectar la presencia de una sustancia qumica
pticamente activa en una mezcla.
La rotacin especfica de una sustancia qumica es simplemente una
rotacin angular obtenida en condiciones de medicin estndar:
concentracin, longitud del tubo, temperatura y longitud de onda. La
mayora de las rotacin es especficas tiene como referencia la
longitud de onda del sodio, de 589 nm. La rotacin especfica es una
caracterstica nica de una sustancia qumica y, desde luego, puede
ser cualquier ngulo; a menudo tiene una magnitud superior a 90.
CLCULO DE LA ROTACIN ESPECFICA (LQUIDOS Y SOLUCIONES PTICAMENTE
ACTIVOS)
Donde:
Es la rotacin ptica corregida.
Es la rotacin especfica a una temperatura de t C en la luz
polarizada de longitud de onda .
l = Es la longitud del tubo del polarmetro en metros.
d = Es la densidad relativa del lquido o solucin a 20 C.
c =Es la concentracin del soluto expresada en gramos por ml de
solucin.
p = Es la concentracin del soluto expresada en gramos por gramo
de solucin.
LONGITUD DE ONDA
La longitud de onda del sodio, de 589 nm, es, con mucho, la
fuente luminosa ms comn que se usa en la polarimetra; la mayora de
los mtodos experimentales y los datos publicados se basan en esta
longitud de onda.
Otra fuente popular es el mercurio, con una longitud de onda de
546 nm; existe cada vez un mayor inters por la longitud de onda del
infrarrojo cercano, de 880 nm, debido a su capacidad para penetrar
las muestras que absorben muestras oscuras y con colores intensos
que absorben luz.
INTERVALO ANGULAR: AMBIGEDAD
Los polarmetros slo pueden detectar la posicin del PLANO de luz
antes de entrar en la muestra y despus de transmitirla a travs de
la muestra. La diferencia angular (= rotacin) puede proporcionar un
resultado ambiguo porque una rotacin positiva, por ejemplo, de 110,
es la misma posicin del PLANO que una rotacin negativa de-70. Por
lo tanto, una muestra con una rotacin de +110 mostrar -70 en el
intervalo de grados predeterminado
El instrumento no puede decidir por s solo cuntas veces el plano
ha pasado por la posicin de referencia de 180 a lo largo de la
longitud de la va de la muestra. Depende del usuario conocer el
intervalo (segmento angular) en el que se situar el resultado
preparar el experimento para establecer la rotacin absoluta. Por
esta razn, con polarmetros digitales automticos, el usuario debe
seleccionar el intervalo angular de medicin, conociendo
(aproximadamente) dnde se situar la lectura.
En el caso de rotaciones angulares grandes (magnitud superior a
90), es habitual que el usuario vare sistemticamente la
concentracin (o longitud del tubo) y mida las rotaciones
correspondientes. De esta manera, es posible determinar la
diferencia entre una rotacin de
+270 y +90. Desde luego, con los polarmetros manuales o
semiautomticos, es posible visualizar el crculo completo de 180. El
resultado contina siendo ambiguo, pero el usuario puede seleccionar
uno de los dos puntos de la escala circular o tambor rotatorio, lo
que resulte adecuado. El instrumento no decide cul es la posicin
correcta; es el usuario quien lo hace
PARMETROS DE STOKES
Los parmetros de Stokes estn relacionados con las amplitudes de
las componentes del campo elctrico, y , resueltos en dos
direcciones normales perpendiculares a la direccin de propagacin.
Si y , estn representados por, y respectivamente, los parmetros de
Stokes quedan definidos como:
Donde I es la intensidad total de la onda.
Q y U representan la polarizacin lineal. Dependiendo del signo
indica si es vertical u horizontal en el caso de Q (0 o 90) y si es
a 45 o 135 en el caso de U.
V representa la polarizacin circular. Dependiendo de su signo
ser dextrgira o levgira. (En sentido horario/anti horario, segn un
observador situado de cara a la fuente emisora, es polarizacin
dextrgira/levgira).
La descripcin del estado de polarizacin de la luz poli cromtica
precisa de la especificacin de estos cuatro parmetros. En este
formalismo, el estado de polarizacin se especifica con un
cuadrivector y sus transformaciones lineales con matrices 4x4
llamadas de Mueller. Adems, a la hora de medir en la prctica estos
cuatro parmetros de Stokes, se necesitan matrices (4xn y nx4)
siendo n cualquier nmero entero.
POLARMETROS
El polarmetro es un instrumento mediante el cual podemos
determinar el valor de la desviacin de la luz polarizada por un
estereoismero pticamente activo (enantimero). A partir de un rayo
de luz, a travs de un filtro polarizador obtenemos un rayo de luz
polarizada plana, que al pasar por un portamuestras que contiene un
enantimero en disolucin, se desva. Segn la orientacin relativa
entre los ejes de los dos filtros polarizantes, la luz polarizada
pasar por el segundo filtro o no.
Los componentes bsicos del polarmetro son:
Una Fuente de radiacin monocromtica
Un prisma que acta de polarizador de la radiacin utilizada
Un tubo para la muestra
Un prisma analizador
Un detector (que puede ser el ojo o un detector fotoelctrico
El principio de estos primeros polarmetros es muy simple. La luz
introducida es polarizada en un plano determinado mediante el
polarizador (A) y luego se hace pasar a travs de la disolucin de la
sustancia que se pretende analizar. A continuacin esta luz pasa por
un nuevo polarizador (C) que deber estar colocado en la posicin
adecuada para permitir el paso de la luz hasta el objetivo (F),
para lo cual se dispone de un sistema que permite girarlo alrededor
de un eje. Gracias a la lente (D), podemos leer en mximo de
intensidad luminosa. Si medimos este ngulo cuando el recipiente est
vaco y cuando el recipiente est lleno con una sustancia pticamente
activa, la diferencia entre ambos valores nos permite calcular el
poder rotatorio de la disolucin.
Se usan polarizadores lineales y retardadores para poder medir
el grado y el tipo de polarizacin de la radiacin electromagntica
solar. Un polarizador lineal es un elemento ptico que transmite
solamente aquella luz cuyo campo elctrico vibra en un determinado
plano. As, si se hace incidir luz linealmente polarizada sobre l,
la intensidad de la luz transmitida ser mxima cuando el eje de
transmisin del polarizador est alineado paralelo al de la luz
incidente. Ser mnima cuando est orientado perpendicularmente. Por
tanto, un polarizador lineal es un analizador de polarizacin
lineal.
En cambio, un retardador es un elemento ptico que modifica el
estado de polarizacin de luz que incide sobre ella, sin variar la
intensidad transmitida. Est caracterizado por la orientacin de su
eje principal, y por el retardo que introduce entre dos componentes
del campo elctrico de la luz incidente, una de ellas paralela al
eje y la otra perpendicular. El cambio neto del estado de
polarizacin depende de los valores concretos de estos parmetros.
Usados en combinacin con un polarizador lineal, se pueden construir
analizadores de polarizacin no lineal.
El polarmetro de polarizacin circular ms general tiene acoplados
un polarizador lineal y una lmina de cuarto de onda orientados a 45
de modo que el plano de vibracin de la luz que transmite el
polarizador forme un ngulo de 45 con el eje ptico de la lmina. Esta
lmina produce un desfase de /2 entre la luz ordinaria y
extraordinaria, teniendo a la salida luz polarizada
circularmente.
El parmetro que mediremos finalmente ser una intensidad o suma
de intensidades, gracias al polarizador. La seal a la salida del
sistema ptico ser funcin de los ngulos (del eje del polarizador
lineal con la vertical, por ejemplo), (del eje rpido de la lmina
retardadora con la vertical), y del retardo de la lmina. Y ser una
cierta combinacin lineal de los 4 parmetros de Stokes, segn la
siguiente expresin:
APLICACIONES
1. Los polarmetros son instrumentos pticos para medir la rotacin
o el giro de la luz.
2. Los laboratorios industriales y los tcnicos con conocimientos
y experiencia variada con la tcnica usan los polarmetros para
muchos fines. En algunas aplicaciones de control de calidad hasta
la investigacin fundamental de estructuras qumicas complejas., es
posible que el usuario no conozca a fondo los principios de la
polarimetra o, tal vez, que no tenga una apreciacin cientfica real
y simplemente siga un procedimiento estndar de laboratorio y
registre las mediciones de acuerdo con ello.
3. En otras aplicaciones, por ejemplo, investigacin y
desarrollo, puede que sea necesario que el usuario conozca bien los
principios y que est en posicin de investigar las propiedades
pticas de los materiales examinados, posiblemente por primera
vez.
4. A travs de esta medida se puede hallar la concentracin,
contenido y pureza de la sustancia. La polarimetra es empleada en
control de calidad, control de procesos e investigacin farmacutica
y qumica, en aceites esenciales, saborizantes e industria
alimenticia. Separacin de ismeros pticos.
5. Dentro de la investigacin es frecuente el uso para,
aislamiento de cristalizados, evaluar y caracterizar compuestos
pticamente activos, reacciones cinticas, monitorizacin y cambios de
concentracin as como actividades.
6. En el campo del control de calidad y control de procesos la
polarimetra se usa las ms diferentes ramas, como farmacutica
(aminocidos, analgsicos, cocana, dextrosa, codena, antibiticos,),
alimentacin (carbohidratos, glucosa, maltosa, monosacridos
naturales), qumica (biopolmeros, polmeros sintticos, polmeros
naturales), etc.
CONCLUSIONES
La polarimetra est fundamentada en los cambios que tiene un haz
de luz al enfrentarse con distintos medios polarizantes (dicrosmo,
lminas retardadoras, birrefringencia, reflexin), en los cuales se
puede obtener uno o dos haces de luces linealmente polarizados, o
semicampos de penumbra, o un haz de luz reflejada. A travs de esta
tcnica podemos realizar el anlisis de varios compuestos a por medio
de su actividad ptica.
Los instrumentos y equipos que se utilizan actualmente permiten
una eficiencia y desempeo ptimo y muy favorable para tato las
industrias como laboratorios especializados.
El fenmenos de la polarizacin, se ha podido apreciar desde hace
ya varios aos, y del cual se siguen innovando y desarrollando
nuevas tcnicas para su aprovechamiento dentro del anlisis
REFERENCIAS
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Florkin, M. y Stotz, E., Comprehensive Bichemistry, Vol 3,
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