SC Saccharimetrie
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<strong>SC</strong><br />
<strong>Saccharimetrie</strong><br />
te Welle. Wie stark die Verzögerung der Welle ist bzw. wie stark überhaupt gestreut wird,<br />
hängt von der Resonanzfrequenzen der Atome ab und wie weit wir mit dem eingestrahlten<br />
Licht von der Resonazfrequenz entfernt sind. Als Folge davon steigt der Brechungsindex<br />
mit zunehmender Lichtfrequenz an. In seltenen Fällen kann der Brechungsindex auch mit<br />
steigender Frequenz fallen.<br />
In homogenen Medien hängt die Phasengeschwindigkeit des Lichts nicht von der Ausbreitungsrichtung<br />
und Polarisation ab. In Kristallen kann die Phasengeschwindigkeit und damit<br />
der Brechungsindex sowohl von der Polarisationsrichtung als auch von der Ausbreitungsrichtung,<br />
relativ zu seiner optischen Achse, abhängen. Diese Erscheinung nennt man ”<br />
Doppelbrechung“.<br />
Sie tritt beispielsweise bei Kalkspatkristallen (CaCO 3 ) auf. Man kann sie zur<br />
Herstellung von Polarisatoren nutzen, die zwar viel teurer als Polarisationsfolien sind, aber<br />
dafür auch dem idealen Polarisationsgrad von 100% wesentlich näher kommen und nicht auf<br />
der Absorption basieren.<br />
3.5. Optische Aktivität<br />
Einige Kristalle und viele Flüssigkeiten haben einen unterschiedlichen Brechungsindex für<br />
linkszirkular und rechtszirkular polarisierte Wellen. Man nennt sie ”<br />
optisch aktiv“. Quarz<br />
ist ein Beispiel für einen optisch aktiven Kristall, Zuckerlösungen sind Beispiele für optisch<br />
aktive Flüssigkeiten. Die Moleküle in der Lösung sind chiral aufgebaut bzw. die Moleküle<br />
an sich haben einen Drehsinn. Werden solche Substanzen mit linear polarisiertem<br />
Licht durchstrahlt, so drehen sie die Polarisationsrichtung. Dieser Effekt liegt wiederum an<br />
der unterschiedlichen Phasengeschwindigkeit für die verschiedenen Polarisationen. Die eingestrahlte,<br />
linear polarisierte Welle können wir wie oben gelernt in eine rechts und eine links<br />
zirkular polarisierte Welle zerlegen. In optisch aktiven Medien sind die Phasengeschwindigkeiten<br />
dieser Polarisationen anders, was durch die Struktur der Moleküle begründet ist. Nach<br />
dem Durchgang durch die Substanz sind die beiden Polarisationen gegeneinander verschoben<br />
worden. Dies hat zur Folge, dass die resultierende lineare Polarisation sich um einen<br />
bestimmten Winkel gedreht hat. Der Drehwinkel φ ist direkt proportional zur Länge l des<br />
Lichtwegs im optisch aktiven Medium, und bei Lösungen auch noch zur Konzentration k<br />
der optisch aktiven Substanz in der Lösung. Deshalb kann man den Drehwinkel in der Form<br />
φ = φ 0 · k · l<br />
(<strong>SC</strong>.3)<br />
darstellen. Der Proportionalitätsfaktor φ 0 heißt spezifisches Drehvermögen der Substanz.<br />
So wie der Brechungsindex hängt auch das spezifische Drehvermögen von der Lichtfrequenz<br />
ab. Diese Abhängigkeit heißt Rotationsdispersion.<br />
Bei bekannter Weglänge l kann man aus einem gemessenen Wert von φ bei bekanntem spezifischem<br />
Drehvermögen φ 0 auf die unbekannte Konzentration k schließen. Davon wird bei<br />
der ”<br />
<strong>Saccharimetrie</strong>“, der Messung von Zuckerkonzentrationen, Gebrauch gemacht.<br />
Wie kann man die Drehung der Polarisationsrichtung messen? Zunächst muss man sich mittels<br />
einer gewöhnlichen Lichtquelle, eines festen Polarisators und, um nicht durch die Rotationsdispersion<br />
gestört zu werden, eines Farbfilters monochromatisches linear polarisiertes<br />
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