Rotatia planului de polarizare cu solutii de zahar
Experimentul Rotatia planului de polarizare cu solutii de zahar investigheaza activitatea optica a unei solutii de zahar. Pentru o anumita lungime de cuveta d, unghiurile de rotatie optica α ale solutiilor optice active sunt proportionale cu concentratia c a solutiei.
Obiectivele experimentului includ:
Observarea rotatiei planei de polarizare de catre o solutie concentrata de zahar intr-o configuratie a doua polarizoare incrucisate.
Determinarea unghiului de rotatie pentru trei culori diferite ale luminii.
Principiile acestui experiment se bazeaza pe activitatea optica a unor substante care rotesc planul de polarizare al luminii polarizate liniar pe masura ce aceasta trece prin substanta. Acest fenomen apare, printre altele, in unele solutii. In acest caz, structura moleculara a substantei dizolvate conduce la lumina polarizata circular dreapta si circular stanga care se propaga la viteze de faza diferite in solutie. Lumina liniar polarizata care intra in solutie poate fi descompusa intr-o unda partiala polarizata circular dreapta si una circular stanga. Cele doua unde partiale se propaga la viteze de faza diferite, astfel incat apare o diferenta de faza, proportionala cu distanta parcursa. Dupa ce cele doua unde partiale au parcurs aceasta distanta, suprapunerea lor rezulta intr-o unda liniar polarizata a carei directie de polarizare este rotita fata de unda originala.
Unghiul de rotatie depinde de structura moleculara si de concentratia substantei dizolvate, de lungimea traseului luminii in solutie si de lungimea de unda a luminii. I se atribuie o valoare pozitiva daca planul de polarizare al luminii este rotit in sensul acelor de ceasornic (rotatie in dreapta) vazut de catre un observator care priveste in directia opusa propagarii razelor de lumina. O rotatie in sens antiorar este numita rotatie in stanga si primeste o valoare negativa.
Practic orice substanta optic activa poate aparea intr-o modificare de rotatie spre dreapta si intr-o modificare de rotatie spre stanga. Rotatiile specifice ale celor doua modificari sunt egale ca magnitudine si au semne diferite. Amestecurile ambelor modificari reduc unghiul de rotatie. Un amestec in care ambele modificari sunt prezente in proportii egale este numit racemat.
In experiment, rotatia planei de polarizare este detectata intr-o configuratie a doua polarizoare incrucisate. Se foloseste o solutie concentrata de D(+)-sacaroza in apa ca substanta optic activa. Eticheta D(+) indica deja ca aceasta substanta conduce la o rotatie in sensul acelor de ceasornic al planei de polarizare.