Optická aktivita cukrového roztoku
Demonstrujeme stáčení roviny lineárně polarizovaného světla po průchodu cukerným roztokem v monochromatickém a bílém světle.
Optická aktivita je schopnost látek stáčet rovinu polarizovaného světla. Tato vlastnost se dá interpretovat jako dvojlom dané látky vůči levotočivě a pravotočivě kruhově polarizovanému světlu. Látka se chová jako materiál s různým indexem lomu v závislosti na levo- nebo pravo- točivosti procházejícího světla. Lineárně polarizované světlo se dá napsat jako superpozice levo- a pravo- točivě polarizovaného světla. Vzniklý fázový posun mezi jednotlivými kruhovými polarizacemi se v superpozici projeví jako otočení roviny lineární polarizace.
Necháme procházet lineárně polarizované monochromatické nebo bílé světlo skrze kyvetu s cukerným roztokem, který vykazuje optickou aktivitu. Za tuto kyvetu umístíme druhý polarizátor (analyzátor), jehož otáčením můžeme pozorovat změny obrazu kyvety promítnutého na stínítko.
Natočíme-li analyzátor v monochromatickém světlo asi o 35°, světlo prošlé cukerným roztokem se pohltí. Došlo tedy ke stočení roviny polarizace asi o 35°. Natočíme-li analyzátor o 90°, tak aby vznikly zkřížené polarizátory, naopak světlo, které neprošlo cukerným roztokem se pohltí.
Bíle světlo se skládá z mnoha vlnových délek. Pro každou z nich je fázový posun mezi kruhovými polarizacemi jiný a tedy i úhel stočení roviny polarizace je pro každou barvu jiný. Pro různá natočení analyzátoru se tedy různé vlnové délky světla pohlcují různě. Výsledkem je při otáčení analyzátorem pozorování různých barev na stínítku.
Aparatura se po řadě skládá z: halogenové lampy s nasazeným filtrem, polarizátor, kyveta s cukerným roztokem, druhý polarizátor (analyzátor), čočka f = +50 mm, čočka f = -100 mm, stínítko.
Detail kyvety s cukerným roztokem.
Obraz na stínítku v monochromatickém světle. Odklon druhého polarizátoru (analyzátoru) 0°.
Obraz na stínítku v monochromatickém světle. Odklon analyzátoru 35°. Pozorujeme tmavé pole v místě cukrového roztoku. Směr polarizace se tedy při průchodu cukerným roztokem stočil asi o 35°.
Obraz na stínítku v monochromatickém světle. Odklon analyzátoru o 90°. Pozorujeme tmavé pole v oblasti mimo cukerný roztok. Zkřížené polarizátory světlo nepropouští.
Obraz na stínítku v bílém světle. Odklon analyzátoru 0°.
Obraz na stínítku v bílém světle. Odklon analyzátoru 20°.
Obraz na stínítku v bílém světle. Odklon analyzátoru 30°.
Obraz na stínítku v bílém světle. Odklon analyzátoru 45°.
Obraz na stínítku v bílém světle. Odklon analyzátoru 70°.
Obraz na stínítku v bílém světle. Odklon analyzátoru 90°. Pozorujeme tmavé pole v oblasti mimo cukerný roztok. Zkřížené polarizátory světlo nepropouští.