Über Polarimeter
Was ist Licht?
Ist es ein Teilchen oder eine Welle? Ist es beides oder vielleicht keins von beiden? Licht besitzt die Eigenschaften von Teilchen und von Wellen. Es ist ein Phänomen, das nicht vollständig erklärt werden kann, wenn man nur fragt, ob es sich um ein Teilchen oder eine Welle handelt.
Licht hat die Menschen schon lange fasziniert, und es hat viele Wissenschaftler bei ihren Versuchen geplagt, seine Geheimnisse zu entschlüsseln.
Optische Drehung ist ein Phänomen des Lichts, bei dem Licht durch eine Substanz hindurchgeht und sich abhängig von der Substanz dreht.
Substanzen und Verbindungen, die Eigenschaften haben, die Licht zur Drehung bringen, werden als „optisch aktive“ Substanzen bezeichnet. Das Licht dreht sich je nach Substanz nach rechts oder nach links, sowie in unterschiedlichen Winkeln. Aus seinem Drehwinkel können wir bestimmte Dinge über eine bestimmte Substanz ableiten. Polarimeter werden verwendet, um den Drehwinkel zu messen.
Grundsätze der Messung
Das Licht zeigt eine „wellenförmige“ Eigenschaft, wenn es bei der Ausbreitung schwingt. Wenn dieses wellenförmige Licht durch eine Substanz hindurchgeht, tritt ein Phänomen auf, bei dem die Richtung des schwingenden, wellenförmigen Lichts sich dreht. Dies ist die optische Drehung des Lichts.
Versuchen wir auf dieser Basis, die optische Drehung mit einer leicht verständlichen, metaphorischen Illustration zu erklären. Zeichen Sie eine Wellenlinie auf ein langes Stück Papier. Halten Sie das Papier an beiden Enden in der Mitte mit Ihren Fingern fest. Drehen Sie es in alle möglichen Richtungen um. Diese oszillierende Welle, die sich in viele Richtungen ausbreitet, ein zutiefst kompliziertes, mit anderer Materie verwobenes Phänomen, ist das natürliche Licht. Das ist der normale Zustand des Lichts.
Der Drehwinkel des Lichts kann in diesem Zustand nicht gemessen werden. Die oszillierenden Lichtwellen breiten sich in jede Richtung aus, so dass es unmöglich ist zu bestimmen, welche Welle durch eine Substanz geht und in welchem Grad sie gedreht wird.
Darum muss das Licht, das sich in viele Richtungen ausbreitet und auf seinem Weg oszilliert, auf die Ausbreitung in eine Richtung beschränkt werden. Um dies zu erreichen, wird das Licht durch etwas hindurchgeleitet, das man „Polarisator“ nennt. Ein Polarisator hat ein gitterähnliches Muster, das in einer komplizierten, alternierenden Form aus Linien, durch die das Licht nicht hindurchgeht, und von Aussparungen angeordnet ist, durch die das Licht hindurchgeht. Das Licht wird durch den Polarisator aufgehalten, der nur eine einzelne Lichtwelle durchlässt, die sich in eine bestimmte Richtung ausbreitet. Dies wird „polarisiertes Licht“ genannt.
Wenn zwei Polarisatoren nacheinander angeordnet werden und nur einer gedreht wird, bildet sich ein Winkel, der das Licht vollständig ausblendet. Dies liegt daran, dass das Licht, das durch den ersten Polarisator hindurchgegangen ist und auf eine einzige, sich in eine Richtung bewegende Welle beschränkt wurde, durch einen zweiten Polarisator mit einem anderen Winkel blockiert wird.
Durch Drehen des Polarisators (der zweite Polarisator in einem Polarimeter wird als „Analysator“ bezeichnet) und Auffinden des Winkels, bei dem das polarisierte Licht hindurchgegangen ist, bzw. des Winkels, bei dem es blockiert wurde, ist es möglich, den Winkel zu messen, bei dem das Licht durch eine Substanz hindurchgegangen ist (den Drehwinkel). Polarimeter wenden dieses Prinzip an, um den Drehwinkel einer Substanz zu messen.
Polarimeter
Polarimeter sind Instrumente zur Messung des Winkels der optischen Drehung des Lichts. Im Allgemeinen verfügen Polarimeter über Mechanismen wie eine Lichtquelle und einen Polarisator. Das von der Lichtquelle ausgehende Licht läuft durch den Polarisator, und die Richtung der Lichtwelle wird beschränkt. Der Winkel, in dem das Licht sich dreht, wird gemessen, wenn es durch die Substanz dringt.
Wenn bei der Messung die Schwingungsebene, die der Lichtquelle zugewandt ist, sich im Uhrzeigersinn zu drehen scheint, ist sie rechtsdrehend. Wenn sie sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen scheint, ist es linksdrehend. „Dextrorotierend“ kommt vom lateinischen Wort „dextro“, was „rechts“ bedeutet. Das englische „d-rotary“ kann auch für rechtsdrehend stehen. „Levorotierend“ kommt vom lateinischen Wort „levo“, was „links“ bedeutet. Linksdrehend wird englisch auch als „l-rotatory“ bezeichnet. Das System zur Bezeichnung optischer Isomere (Enantiomere), entweder d- oder l-, ist von diesen Wörtern abgeleitet.
Polarimeter werden hauptsächlich in der Zucker- und Pharmaindustrie eingesetzt. In der Zuckerindustrie werden Polarimeter eingesetzt, um die Art des Zuckers zu bestimmen oder die Reinheit festzustellen. In der Welt der Pharmazeutika gibt es viele Fälle, in denen chemische Verbindungen bestimmten Standards untergeordnet werden können, abhängig vom Drehwinkel. Polarimeter werden verwendet, um Untersuchungen wie z. B. die Bestimmung der Art der Substanz durchzuführen.
Polarisatoren für den täglichen, praktischen Einsatz
Im Hinblick auf Polarimeter und die optische Drehung von Licht klingt das Word „Polarisator“ nach einem schwierigen Konzept, das schwer vorstellbar ist. Jedoch werden Polarisatoren überraschenderweise auch an verschiedenen Stellen im täglichen Leben verwendet.
● Kameras
Polarisationsfilter für Kameraobjektive sind ein Muss, um Bilder machen zu können, die genau Ihren Vorstellungen entsprechen.
● Polarisierte Sonnenbrille
Viele von uns haben erlebt, dass sie von der grellen Helligkeit draußen geblendet werden, wenn sie auf einem verschneiten Berg stehen, Wassersport treiben oder angeln. Die Polarisationsschicht filtert das reflektierte Licht von der Schneefläche
und vom Wasser, und lässt nur die erforderliche Menge Licht durch. Sie wird bei diesen Arten von Freizeitaktivitäten und Sport häufig eingesetzt.
● LCDs
LCDs haben zwei Polarisatoren (Polarisationsfilter). Um ein klares, lebendiges Bild anzuzeigen, steuern sie das Licht, das in verschiedenen Richtungen hindurchgeht, und erzeugen ein Licht, das nur in einer gleichförmigen Richtung läuft.
ys
