Światło to wiązka fal, które rozchodzą się w różnych kierunkach. Płaszczyzny drgań fal można przedstawić graficznie za pomocą wektorów.

Istnieje możliwość zmiany kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej. Jeśli światło zostanie przepuszczone przez odpowiednie urządzenie, tzw. polaryzatorpolaryzatorpolaryzator, wówczas większość drgań będzie wygaszona.

Polaryzator działa jak układ szczelin i przepuszcza jedynie te fale, które rozchodzą się równolegle do szczeliny. Płaszczyzna drgań fal elektromagnetycznych po przejściu przez polaryzator to tzw. płaszczyzna światła spolaryzowanegoświatło spolaryzowaneświatła spolaryzowanego. Jest to jedyna płaszczyzna światła niewygaszona przez polaryzator.

W celu określenia położenia płaszczyzny światła spolaryzowanego stosuje się przyrząd, zwany polarymetrempolarymetrpolarymetrem. Jego schemat można przedstawić w następujący sposób:

Jeżeli osie polaryzatora oraz analizatoraanalizatoranalizatora są ustawione względem siebie prostopadle pod kątem 90º, a wewnątrz rurki polarymetrycznej nie ma substancji czynnej optycznie lub jest ona pusta, to światło nie dociera do oka obserwatora. Co to oznacza w praktyce? W okularze widoczne jest całkowicie zaciemnione pole widzenia. Obserwator powinien widzieć na skali wartość zero lub wartość ta powinna być minimalnie odchylona od zera. Odczytane wskazanie określane jest jako ${𝞪}_1$.

Co się dzieje po umieszczeniu w rurce polarymetrycznej substancji czynnej optycznie?

Płaszczyzna światła spolaryzowanego może ulec skręceniu o określony kąt (w lewo lub w prawo) tylko wtedy, gdy na jej drodze znajdzie się związek czynny optycznieczynność optycznaczynny optycznie, tzw. izomer optycznyizomer optycznyizomer optyczny. Wówczas pewna część światła przechodzi przez analizator i trafia przez okular do oka obserwatora, a część pola widzenia pozostaje zaciemniona. Aby całkowicie wygasić wiązkę światła, obserwator musi obracać analizator w lewo lub prawo. Kąt obrotu analizatora oznaczany jest jako ${𝞪}_2$.

Następnie oblicza się kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła, czyli tzw. skręcalność optyczną próbki ze wzoru:

Światło spolaryzowane może zostać skręcone na dwa sposoby:

Aby uwzględnić wszystkie warunki pomiaru, wyznacza się tzw. skręcalność właściwąskręcalność właściwaskręcalność właściwą. Oblicza się ją ze wzoru:

$\lambda$ – długość fali światła;

$T$ – temperatura pomiaru [K];

$\alpha$ – kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła;

$c$ – stężenie roztworu [$\frac{\mathrm{g}}{{\mathrm{cm}}^3}$];

$l$ – długość rurki polarymetrycznej [dm].

Kąt skręcania płaszczyzny polaryzacji światła zależy zatem od:

• stężenia próbki;

• długości rurki polarymetrycznej.

Co istotne, skręcalność właściwa wyznaczana jest przy określonej długości fali światła przechodzącego przez próbkę i dokładnie znanej temperaturze pomiaru.

Poprzez izomerię optycznąizomeria optycznaizomerię optyczną należy rozumieć występowanie cząsteczek izomerów posiadających asymetryczny atomatom asymetrycznyasymetryczny atom, które różnią się aktywnością optyczną. Mają one różną zdolność skręcania płaszczyzny polaryzacji świata. Jedne skręcają tę płaszczyznę w prawo, a inne w lewo.

Słownik

Bibliografia

Encyklopedia PWN

Gorzynski Smith J., Organic Chemistry, Third Edition, New York 2011.

Hart H., Craine L.E, Hart D.J, Chemia organiczna krótki kurs, tłum. Gniazdowski M. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1999.

Hejwowska S., Marcinkowski R., Staluszka J., Chemia 2. Zakres rozszerzony, Gdynia 2011.

Kołodziejczyk A., Naturalne związki organiczne, Warszawa 2013.

Saunders N., Saunders A., Clinton S., Parsonage M., Poole E., AS Chemistry for AQA Student Book, Oxford 2007.

Świerkocka B., Świerkocki J., Projekt: Matura Chemia, Warszawa 2012.