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An Undergraduate Level Polarimeter and Specific Rotation at 543 nm of Sucrose

학부용 편광계와 543 nm에서 설탕의 비회전 측정

  • Jung, Semin (Department of New Material Physics, Dong-A University)
  • 정세민 (동아대학교 자연대학 신소재 물리학과)
  • Received : 2012.08.07
  • Accepted : 2012.11.23
  • Published : 2012.12.25

Abstract

Measurements of the optical activity become very important issues in fields related to polymers, optical communications, astronomy, physics and many more. Hence it need to introduce this subject in our regular curriculum. In this experiment, an inexpensive, reliable, motorized polarimeter system which is suitable for undergraduate courses is constructed with PASCO's well-known Science Workshop 750 and a rotational motion sensor and light sensor, and the system is presented along with its experimental formulas. After responsivity of this system was checked by a half wave plate, and some repetitive experiments with 30% sucrose solution at 543.8 nm were performed. Comparing the experimental result with two calculated values from CRC data[1] showed that the specific rotation of the sucrose sample could be strongly suggested to be around +76 deg.cc/g.dm and it was an amply acceptable result for most undergraduate level courses.

광학 활성의 측정은 고분자, 광통신, 천문학, 물리학 등과 관련된 분야에서 매우 중요한 주제가 되고 있다. 따라서 이와 같은 경향은 이 주제를 학부 실험에 반영되도록 할 필요가 있다. 이 실험에서는 파장이 543 nm인 헬륨-네온 레이저와 학부용으로 시판되는 파스코 사의 검출기, 회전 엔코더 및 자료 수집기를 사용해서 저비용으로 믿을만한 결과를 주는 편광계를 구성하고 관련 이론과 실험식을 제시하였다. 장치 성능을 검증하기 위해 반파장판을 표준 시료로 사용했으며, 그 후 농도가 30 %인 설탕 용액을 측정 시료로 사용해 비회전을 측정해 보았다. 설탕의 비회전 측정 결과는 +76 deg.cc/g.dm로써, 기존의 CRC 자료들의 내삽을 통해 추정된 값과 거의 동일했으므로, 대부분 학부 수준의 실험에서도 충분히 수용 가능하다고 판단되었다.

Keywords

References

  1. R. C. Weast, Handbook of Chemistry and Physics, 68th. ed. (CRC Press, USA, 1987), E-413.
  2. J. W. Park, Biochemistry and Biophysics of Mucopolyssacharides (MinEumSa, Seoul, Korea, 1984), p. 151.
  3. E. West and N. Wilkins, "DC bias modulation characteristics of longitudinal KD*P modulator," Proc. SPIE 1746, 386-394 (2012).
  4. J. Hough, "Polarimetery:Imaging polarimetry," in Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics, P. Mardin ed. (IOP Publishing Ltd., Bristol, UK, 2006).
  5. CNI Polarimeter Group, http://www4.rcf.bnl.gov/-cnipol.
  6. R. S. Longhurst, Geometrical and Physical Optics, 3rd Ed. (Longman, USA, 1973), pp. 575-577.