Exponat der Woche

Polarimeter

Polarimeter - Foto: SDTB

Wohlbekannt, wenn auch meist unverstanden ist sie, die linksdrehende Milchsäure – zum Beispiel aus dem Jogurtbecher. Da fragt sich dann die aufgeweckte Genießerin, ob es etwa auch das rechtsdrehende Modell gibt, wer oder was da gedreht wird und was das Ganze überhaupt zu bedeuten hat.

Gedreht wird die Ebene des linear polarisierten Lichts, so kann man es in jedem Lehrbuch nachlesen. Normalerweise schwingen die Lichtwellen in allen Raumebenen, also nicht nur wie die Wellen der Ostsee in der Ebene der Wasseroberfläche, sondern auch senkrecht dazu und in allen schrägen Lagen ebenfalls. Durch spezielle Filter lassen sich alle Ebenen bis auf eine ausschließen. Man kann sich das wie einen Lattenzaun vorstellen, der ein schwingendes Seil auch nur in der Ebene parallel zu den Latten hindurch lässt. Wenn man in einigem Abstand zum ersten Filter einen zweiten aufstellt, so kann das polarisierte Licht diesen nur passieren, wenn ihre Orientierungen übereinstimmen.

Es gibt Stoffe, die in der Lage sind, die Ebene des polarisierten Lichts zu drehen, so dass das Licht dann den zweiten Filter nicht mehr passieren kann. Diese Eigenschaft ist an einen speziellen Bau des Moleküls gekoppelt. Dieses existiert dann in zwei spiegelbildlichen Versionen, die ansonsten aber völlig identisch sind – wie die beiden Hände eines Menschen. Das eine Molekül dreht die Ebene des Lichts nach links, die andere nach rechts. Mutter Natur ist eben ziemlich verspielt. Solche Substanzen sind verbreiteter als man denkt. Alle Zucker gehören dazu, viele Hormone und eben auch die Milchsäure.

Das Ausmaß der Drehung kann man mit einem Polarimeter messen. Ein solches Gerät besteht aus zwei Polarisationsfiltern, zwischen die eine Glasröhre gestellt werden kann. In diese wird die zu untersuchende Flüssigkeit gefüllt. Der erste Filter liefert linear polarisiertes Licht, die Substanz in der Röhre dreht die Polarisationsebene, und der zweite Filter ist so konstruiert, dass man ihn drehen und die Polarisationsebene so lange verändern kann, bis das Licht wieder durch ihn hindurch treten kann. An einer Skala lässt sich dann der Drehwinkel ablesen.

Auf diese Art lassen sich Konzentrationen bestimmen (mehr Substanz zwischen den beiden Filtern dreht die Ebene stärker). Dieses Verfahren wird zum Beispiel in der Zuckerindustrie benutzt.

Aber auch der Arzt hat hier eine einfache Möglichkeit, um schnell und unaufwendig durch die Untersuchung von Körperflüssigkeiten Krankheiten zu erkennen. Diabetiker zeigen einen erhöhten Zuckergehalt im Harn, der mit dieser Methode einfach erkannt werden kann. Vor Aufkommen der Teststreifen, die das Ganze noch mehr vereinfachten, stand in jeder Hausarztpraxis ein solches Polarimeter, dessen Skala meist bereits auf mg Harnzucker kalibriert war.

Und die Milchsäure? Nun ja, die Milchsäurebakterien stellen beide Versionen gleichermaßen her. Nur im Muskel entsteht ausschließlich rechtsdrehende Milchsäure, deshalb auch Fleischmilchsäure genannt. Die Lebensmittelindustrie scheint wohl noch etwas verspielter zu sein als Mutter Natur.

Exponat des Deutschen Technikmuseums, Berlin

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