正经玩:手性与糖的旋光性实验

作者: 小白 & 阿佩 & 公子

来源: 中科院物理所

发布日期: 2023-09-23 15:23:54

本文介绍了手性现象及其在糖的旋光性实验中的应用,详细描述了实验步骤和原理,展示了糖水在偏振光下的旋光效果。

如果彩虹有味道,那一定是甜甜的。手性是一种很常见的现象,植物的藤曼、贝壳的螺旋、星系的旋转都是手性的表现。那么糖,你了解吗?利用糖的手性,能产生什么有趣的现象?我们还一起来看看实验器材:偏振片两片、白砂糖、热水、透明塑料杯或玻璃杯、所标杯。实验步骤:第一步,在透明杯子中加入适量热水。第二步,向杯子中撒入少许白砂糖,并搅拌至完全溶解。

第三步,找到一个强光源,例如可以直接用手机的手电筒,将手机放置在桌面上打开手电筒功能,在光源上覆盖第一张偏振片。第四步,将装有糖水的透明杯子放在光源上,在杯子上盖上另一张偏振片。第五步,拉上窗帘或转移到暗室中,小心地来回转动杯上方的偏振片,你就获得了一个闪耀的糖水彩灯。光是空间中电场叠加磁场的振荡,在光源和视野之中放置偏振片后,只有特定振动方向的部分光可以透射出来,其它光则被滤掉。

固定住覆盖光源的第一张偏振片,当直接将第二张偏振片叠在上面并旋转,光的亮度随着旋转角度的改变而逐渐变亮或变暗,在某位置直接变成黑色,说明在该位置绝大部分光被阻挡了。而在两张偏振片之间放入一杯糖水后,透出的光又变化了,旋转上方的偏振片,光线颜色随之改变。这是因为糖水具有旋光性。设光的振动方向与前进方向所构成的平面是振动面,当通糖或乳酸等旋光物质的溶液后,其振动面会发生一定角度的旋转。

此外,物质结构、波长、浓度、温度和溶剂等因素都会影响旋光度值,甚至可能改变旋光的方向,因此读者们不妨试试不同浓度的糖水,或许就会收获不同效果的糖水彩灯。

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