Versuch 14/1: Polarisationsapparat

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Setzen wir nun die optisch aktive Substanz in die Halterung ein, beobachten wir wieder eine Aufhellung des Gesichtsfeldes, da die Polarisationsebene gedreht wurde (siehe Abb. 4). Bringen wir den Analysator wieder in die Stellung in der sich das Gesichtsfeld verdunkelt oder ein Farbumschlag erkennbar wird, erhalten wir zwei neue Winkel α 1 und α 1 + 180 ◦ . Abbildung 4: Einsetzen des optisch aktiven Mediums Jetzt können wir die Differenz zwischen ungedrehter und gedrehter Polarisationsrichtung als Drehwinkel α berechnen: α = α 0 − α 1 oder α =(α 0 + 180 ◦ ) − (α 1 + 180 ◦ ) sollten dabei die selben Ergebnisse haben. 2.2 Quarz Quarz bildet sechsseitige Kristalle, die als zwei Enantiomere vorkommen können. Durch seine spezielle Kristallstruktur wirkt der Quarz optisch aktiv: Die einzelnen Teilchen sind schraubenförmig angeordnet. Ein Kristall ist dabei rechtsdrehend, der andere linksdrehend. Im ersten <strong>Versuch</strong>steil haben wir gelbes, rotes und blaues Licht auf Quarze unterschiedlicher Dicke und Drehrichtung gerichtet, um zu zeigen, dass die Drehung sowohl von der Dicke des Quarzes gemäß der Formel α =(α) · l als auch von der Wellenlänge des Lichts abhängig ist. Dabei ist α die Drehung, (α) das Drehvermögen des Quarzes und l die Dicke des Quarzes Wir verwendeten rechtsdrehenden Quarz mit einer Dicke von l 1 =1, 115 mm und l 2 =0, 505 mm, sowie einen dritten Quarz unbekannter Drehrichtung und Dicke. Die Dicke wird im Ergebnisteil errechnet. 2.3 Zuckerlösungen Ebenso wie bei den Messungen an Quarz verwenden wir die drei verschiedenen Farbfilter und setzen Zuckerlösungen unterschiedlicher Konzentrationen q 1 =0, 26 g , q cm 3 2 =0, 09 g und q cm 3 3 =0, 03 g cm 3 ein. Damit zeigen wir im Weiteren, das die spezifische Drehung gemäß der Formel α =[α] · l · q von der Konzentration der Lösung und von der Wellenlänge des Lichts abhängt. Dabei ist [α] die spezifische Drehung, l die Länge der Küvette und q die Konzentration der Lösung. Der verwendete Haushaltszucker (Saccharose) besteht aus D-Glucose und D-Fructose und ist ein chirales Molekül. Es dreht die Polarisationsrichtung der einfallenden Welle nach rechts. 4
3 Ergebnisse 3.1 Eichung des Analysators Tabelle 1: Messergebnisse für ein dunkles Gesichtsfeld bei α 0 α 0 + 180 ◦ Gelb 60, 1 ◦ 240, 4 ◦ Rot 60, 4 ◦ 242 ◦ Blau 56 ◦ 244, 2 ◦ Tabelle 1 zeigt die Mittelwerte der Messergebnisse der Polarisationsebene des monochromatischen Lichts ohne optisches Medium. 3.2 Messungen an Quarz Im Anhang finden sich in Diagramm 1 die Ergebnisse der Messungen an Quarzen, wobei je ein Graph für die Messung bei gelbem, rotem oder blauem Licht steht. Die unbekannte Dicke l x des dritten Quarzes ergibt sich aus folgender Rechnung: α =(α) · l l = α (α) (α) gelb = 21, 5 ◦ /mm l gelb = 23, 0◦ 21, 5 ◦ =1, 07 mm /mm (α) rot = 19, 3 ◦ /mm l rot = 21 ◦ 19, 3 ◦ =1, 09 mm /mm (α) blau = 33, 1 ◦ /mm l blau = 57, 8◦ 33, 1 ◦ =1, 75 mm /mm Mittelwert: l x = ¯l = l gelb + l rot + l blau 3 = 1, 3 mm 3.3 Messungen an Zuckerlösungen Das Diagramm 2 zeigt die Abhängigkeit des Drehwinkels von der Konzentration der Zuckerlösung und der Farbe, bzw. Wellenlänge des Lichts. 5
Seite 1 und 2: Versuch 14/1: Polarisationsapparat
Seite 3: Das bedeutet, die Polarisationsrich
Seite 7: [4] http://www.biologie.uni-hamburg

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