Polarimetr

Polarimetr je optický přístroj určený k měření úhlu otočení roviny polarizovaného světla při průchodu opticky aktivní látkou.

Polarimetr vynalezl francouzský fyzik François Jean Dominique Arago.^[1] Použil ho k astronomickým výzkumům, v roce 1811 sledoval polarizaci světla Měsíce. Později zkoumal okraj slunečního disku, přesvědčil se, že světlo zůstalo nepolarizované a učinil (později potvrzený) závěr, že povrch Slunce se skládá z plynu.^[2][3]

Svou verzi polarimetru pro stanovení cukernatosti sestrojil na konci 19. století i český průmyslník Josef Jan Frič. Přístroj sestrojili spolu s cukrovarníkem a vynálezcem Janem Vincencem Divišem v roce 1892, v roce 1908 pak uvedli zdokonalený model. Tento přístroj byl začátkem 20. století v USA přijat jako úřední normál.^[4]

Jako silný zdroj monochromatického světla se používá například sodíková výbojka o vlnové délce λ = 589,3 nm. Další možností je použití zdroje bílého světla opatřeného barevným filtrem. Při použití světla o různých vlnových délkách by se každá složka při průchodu vzorkem otočila o jiný úhel. Zdroj záření by měl vydávat po celou dobu měření stejně silné světlo.^[5]

V části zvané polarizátor se světlo přemění na lineárně polarizované. To je poté vedeno na kyvetu (nebo polarizační trubici o nejčastější délce 1 dm^[5]) se vzorkem opticky aktivní látky, kde dochází ke stočení jeho roviny. Úhel otočení se detekuje analyzátorem, se kterým lze rotovat a v závislosti na úhlu otočení pozorovat intenzitu výsledného světla, které analyzátorem projde.^[6] Pokud by tedy nebyla vložená žádná opticky aktivní látka, dostali bychom maximální intenzitu světla při rozdílu úhlů polrizátoru a analyzátoru 0 ° a nulovou intenzitu při otočení o 90 °.^[7]

Polarizátor i analyzátor jsou často realizovány Nicolovými hranoly, což jsou speciálně upravené krystaly dvojlomného islandského vápence, který rozkládá paprsek normálního záření na řádný (ordinarius) a mimořádný (extraordinarius). Úhly hranolu jsou voleny tak, že řádný paprsek se odráží na ploše dotyku obou částí hranolu a v přímém směru hranolem prochází pouze mimořádný paprsek. Ten kmitá jen v jedné rovině a tedy je polarizovaný.^[7]

Pro přesnější měření bývají některé polarimetry vybaveny polostínovým zařízením. Zorné pole okuláru je rozděleno na více (podle konstrukce dvě až tři ^[7]) části. Zatímco na část dopadá světlo, které prošlo celým přístrojem, na zbytek zorného pole dopadá světlo, které neprošlo polarizátorem (ale prošlo vzorkem a analyzátorem). Při správném nastavení analyzátoru pak obě části zorného pole svítí stejně.^[6]

Podle způsobu, jakým se získává informace o úhlu stočení, lze polarimetry rozdělit na subjektivní a objektivní. U subjektivního polarimetru otáčí analyzátorem člověk, což může mít vliv na přesnost měření, zatímco u objektivních je detektorem elektronické zařízení, které řídí činnost analyzátoru a kompenzaci úhlu stočení roviny lineárně polarizovaného světla.^[5]

• Biotovy zákony
• Optický systém
• Jules Duboscq

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Polarimetr na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo polarimetr ve Wikislovníku