Wyznaczanie kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji światła dla cieczy optycznie czynnych.

Wstęp teoretyczny:

1. Światło jako fala elektromagnetyczna, składa się ze sprzężonych ze sobą drgań pól: elektrycznego i magnetycznego(odbywających się w płaszczyznach wzajemnie prostopadłych i prostopadłych do kierunku rozchodzenia się fali).

2. Polaryzacja:

• Liniowa – drgania odbywają się wzdłuż linii prostej. Drgania składowane są w fazie lub przeciwfazie.

• Kołowa – drganie odpowiada ruchowi po okręgu. Można je rozłożyć na dwa drgania o jednakowych amplitudach, ale o fazach przesuniętych dokładnie o 90º lub 270º .

• Eliptyczna – uogólnienie kołowej. Ruch ciała odbywa się po elipsie. Może to być wyrażone jako złożenie liniowej i kołowej.

1. Zjawisko dwójłomności to rozdzielenie padającej na kryształ wiązki światła niespolaryzowanego na dwie wiązki: zwyczajne i niezwyczajne. Promienie są liniowe spolaryzowane i rozchodzą się prostopadle do siebie.

2. Polaryzacja światła przez odbicie: Odbicie światła od przezroczystych dielektryków(np. woda, szkło). Gdy promień odbity i załamany tworzą kąt 90º to promień odbity jest całkowicie spolaryzowany.

3. Substancje optycznie czynne: Związek chemiczny jest optycznie czynny jeśli posiada centrum chiralności oraz nie posiada elementów symetrii. Asymetryczny atom węgla to węgiel w stanie hybrydyzacji sp3 połączony z 4 różnymi podstawnikami. Jeżeli przez roztwór optycznie czynny przepuścimy wiązkę światła spolaryzowanego to nastąpi odchylenie światła o pewien kąt w prawo lub lewo.

Kryształy: kwarc, NaClO₃

Związki organiczne: białka, kwasy nukleinowe, roztwory cukrów.

1. Skręcalność właściwa- wartość charakteryzująca substancję aktywną optycznie, poprzez wartość kąta skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego przez roztwór tej substancji.

Przebieg ćwiczenia:

1. Wykonujemy pomiar dla wody destylowanej

2. Wykonujemy pomiary dla roztworów 5%, 10%, 15%, 20% i 25% sacharozy. Odczytujemy kąt skręcania płaszczyzny polaryzacji światła, czynność tę powtarzamy trzykrotnie dla każdego roztworu.

3. Wykonujemy wykres zależności kąta alfa od stężenia roztworu.

Wyniki:

SUBSTANCJA	I POMIAR	II POMIAR	III POMIAR	ŚREDNIA
Woda destylowana	0,7	0,7	0,7	0,7
Roztwór sacharozy 5%	7	6,9	7	6,96
Roztwór sacharozy 10%	13,4	13,6	13,2	13,4
Roztwór sacharozy 15%	17,8	18,1	17,9	17,93
Roztwór sacharozy 20%	26,9	26,5	27	26,8
Roztwór sacharozy 25%	49,5	48	49,8	49,1

Wykres:

Wnioski:

1. Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji jest proporcjonalny do stężenia roztworu.

2. Wyniki odczytu kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła różnią się od siebie. Wynika to z błędu osób wykonujących odczyt.