Niektóre ciała stałe i ciecze zwane optycznie czynnymi wykazują właściwości skręcania płaszczyzny polaryzacji. Należy do nich szereg kryształów o symetrii regularnej, heksagonalnej, tetragonalnej, jak również wodne roztwory niektórych związków chemicznych. Jeżeli skręcenie płaszczyzny polaryzacji zachodzi w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, to ciało jest prawoskrętne, jeżeli w przeciwnym - ciało nazwiemy lewoskrętnym.
Jeżeli między dwa nikole wstawimy roztwór wodny cukru, to światło przejdzie częściowo przez analizator, gdyż skręcona przez roztwór płaszczyzna drgań wektora świetlnego nie jest już prostopadła do płaszczyzny przecięcia głównego analizatora. Po obrocie nikola o kąt równy kątowi skręcenia płaszczyzny polaryzacji, światło zostaje wygaszone, gdyż płaszczyzna drgań wektora świetlnego jest znowu prostopadła do płaszczyzny przecięcia głównego analizatora. Mierząc zatem kąt obrotu analizatora aż do wygaszenia mierzymy jednocześnie kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji. Celowe jest przy tym używanie światła monochromatycznego, gdyż zdolność skręcająca ciała optycznie czynnego zależy od długości fali światła .
Zdolność skręcającą właściwą ciała czynnego w stanie czystym definiujemy jako:
k = α / O d
gdzie: α - kąt skręcenia polaryzacji; O - gęstość ciała , d - grubość warstwy .
Dla roztworów optycznie czynnych zdolność skręcającą właściwą definiujemy:
k = α / n d
gdzie: n - stężenie roztworu .
A zatem współczynnik k zależy od rodzaju roztworu i liczbowo wyraża kąt skręcenia polaryzacji przez jedno procentowy roztwór o grubości warstwy 1 dm.
Na podstawie ostatniego wzoru można wyznaczyć stężenie roztworu optycznie czynnego mierząc kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji i grubość warstwy roztworu. Przyrządy służące do tego celu nazywamy polarymetrami.
Polarymetr składa się z dwóch zasadniczych części : polaryzatora i analizatora.
Tabele pomiarowe:
Właściwa zdolność skręcająca cukru wynosi O.
Nieznane stężenie cukru wynosi %.
Wnioski:
Błędy odczytu pomiarów wynikają z
błędów przy sporządzaniu roztworów procentowych
błędnego odczytu kąta skręcenia w aparacie w skutek dostania się pęcherzyka powietrza do badanej próby lub błędów wynikających z wad wzroku człowieka.
niedokładnego odważenia naważki cukru potrzebnego do otrzymania roztworu, na skutek niedokładności wagi, zabrudzenia jej szalki.