مقياس الاستقطاب The polarimeter

كيف يمكن الكشف عن تدوير مستوى الضوء المستقطب هذا؛ أي ما يسمى بالفعميكانيكية الضوئية؟ يكشف عن هذه الفعميكانيكية الضوئية وتقاس بجهاز يدعى مقياس الاستقطاب الذي يبين الشكل 1.1 مخططاً له. وهو يتألف من مصدر ضوئي وعدستين (بولارويد أو نيكول) يوضع بينهما أنبوب توضع فيه المادة المطلوبة اختبار فعاليتها الضوئية. وقد رتبت بحيث يمر الضوء عبر أحدها (المقطب)، ثم عبر الأنبوب ويمر عبر العدسة الثانية (المحلل) وأخيراً يصل الى عين المراقب. عندما يكون الأنبوب فارغاً، نجد أن الإضاءة العظمى تصل الى العين عندما تكون العدستان مرتبتين بحيث تسمحان بمرور الضوء المهتز في المستوى نفسه. إذا دورنا العدسة الأقرب الى العين، نجد أن الضوء يخبو، ويصل الى النهاية الصغرى عندما تكون العدسة، متعامدة مع الوضع الذي كانت عليه سابقاً.

لنضبط العدستين بحيث تمر عبرهما الكمية العظمى من الضوء (عملياً الكشف عن الكمية الصغرى للضوء أسهل من الكشف عن الكمية العظمى، وإن كان المبدأ يبقى نفسه). نضع الآن العينة المعدة للاختبار في الأنبوب. إذا لم تؤثر المادة في مستوى الاستقطاب، تبقى نفوذية الضوء في نهايتها العظمى، ويقال عن المادة أنها غير فعالة ضوئياً.

من ناحية أخرى، إذا أدارت المادة مستوى الاستقطاب، عندها يجب تدوير العدسة الأقرب الى العين كي تتوافق مع مستوى الاستقطاب الجديد للضوء، بحيث تكن نفوذية الضوء، مرة أخرى أعظمية، ويقال، عندئذ، عن المادة أنها فعالة ضوئياً. إذا كان دوران المستوى، وبالتالي دوران العدسة، نحو اليمين (باتجاه عقارب الساعة)، تكون المادة (يمينية التدوير dextrorotatory) (ديكسترو تعني في اللاتينية يمين) أما إذا كان الدوران نحو اليسار (عكس عقارب الساعة) تكون المادة (يسارية التدوير levorotatory) (ليفو تعني في اللاتينية يسار).

الشكل 1.1: تمثيل تخطيطي لجهاز استقطاب. الخط المستمر: قبل التدوير، الخط المتقطع: بعد التدوير.

زاوية التدوير هي α يمكننا معرفة ليس فقط أن المادة قد دورت المستوى، وفي أي اتجاه، بل يمكننا أيضاً تعيين مقدار هذا التدوير يعين مقدار التدوير بعدد الدرجات التي علينا تدوير العدسة بها يحث تتوافق مع الضوء، وقد استخدم الرمزان (+) و(-) للدلالة على التدوير نحو اليمين ونحو اليسار على الترتيب.

يدور حمض اللبن المستخلص من النسيج العضلي . مستوى الضوء المستقطب نحو اليمين، ولذلك يعرف بحمض اللبن اليميني أو (+)- حمض اللبن. وكذلك فإن 2-متيل-1- البوتانول الاتج من زيت الفيوزيل fusle oil (وهو منتج ثانوي يتكون عند تخمر النشاء الى كحول إتيلي) يحرف الضوء نحو اليسار وهو يدعى بـ 2-متيل-1- بوتانول اليساري، أو (-)-2-متيل1-البوتانول.