Udostępnij w społeczności. sieci:


Kąt obrotu j płaszczyzny polaryzacji dla optycznie aktywnych kryształów i czystych cieczy




j = α d

gdzie α jest stałą rotacją, kąt obrotu płaszczyzny polaryzacji przez warstwę materii o jednostkowej grubości; d jest odległością przebytą przez światło w optycznie czynnej substancji . Stała obrotowa zależy od rodzaju substancji, temperatury i długości fali światła. Zależność α od λ nazywa się dyspersją rotacji . Niektóre ciekłe kryształy mają najwyższą aktywność optyczną .

Kąt obrotu j płaszczyzny polaryzacji dla rozwiązań optycznie czynnych ( prawo Biota )

j = [α] z d

gdzie [α] oznacza rotację właściwą, c oznacza stężenie masy substancji optycznie czynnej, d jest odległością przebytą przez światło w optycznie czynnej substancji .

Aktywność optyczna jest spowodowana zarówno asymetryczną strukturą cząsteczek substancji, jak i umiejscowieniem cząstek w sieci krystalicznej. W zależności od kierunku obrotu płaszczyzny polaryzacji, substancje optyczne są podzielone na praworęczne i leworęczne . W pierwszym przypadku płaszczyzna obraca się w prawo (zgodnie z ruchem wskazówek zegara), w drugim - w lewo (przeciwnie do ruchu wskazówek zegara).

Δj / 2
ω 2> ω 1
c)
E 2
E 1
E m
O '
Och
O '
Och
Och
Och
E m
E 1
E 2
a)
Och
Och
E m
E 1
E 2
b)
ω 2 = ω 1
Ryc. 4.18

Rotacja płaszczyzny polaryzacji została wyjaśniona przez O. Fresnela (1823). Zaproponował (rys. 4.18 a), aby przedstawić liniowo spolaryzowaną falę monochromatyczną jako kombinację dwóch jednocześnie propagujących kołowo spolaryzowane fale monochromatyczne, wektory E 1 i E 2, które są równe połowie amplitudy wektora E i obracają się we wzajemnie przeciwnych kierunkach z tą samą prędkością kątową ( Ryc. 4.18 b). W optycznie czynnym ośrodku fale E 1 i E 2 rozprzestrzeniają się z różnymi prędkościami fazowymi. Przy wyjściu z warstwy o grubości l, dodaje się fale E1 i E2 (fig. 4.18c), ale między nimi występuje przesunięcie fazowe Δj proporcjonalne do grubości warstwy l . Płaszczyzna polaryzacji na wyjściu ( O'O ' ) jest obracana względem płaszczyzny polaryzacji przy wejściu ( OO ) o kąt obrotu Δj / 2.

Prawo Faradaya.

M. Faraday (1845) stwierdził, że substancje, które nie mają naturalnej aktywności optycznej, nabywają je pod działaniem pola magnetycznego. Zjawisko to nosi nazwę efektu Faradaya lub rotacji magnetycznej płaszczyzny polaryzacji . Kąt obrotu płaszczyzny polaryzacji jest proporcjonalny do pola magnetycznego H , długość ścieżki światła w substancji wynosi l .

j = vh l

gdzie V jest stałą Verde (lub określoną rotacją magnetyczną), która zależy od natury substancji i długości fali światła. Kierunek obrotu magnetycznego płaszczyzny polaryzacji jest wyznaczany przez kierunek pola magnetycznego i nie zależy od kierunku propagacji wiązki. Tak więc, jeśli odbijasz wiązkę światła za pomocą lustra i zmuszasz ją do przejścia przez namagnesowaną substancję tylko raz w przeciwnym kierunku, kąt obrotu płaszczyzny polaryzacji podwoi się. Ten efekt Faradaya różni się od obrotu płaszczyzny polaryzacji światła w naturalnych optycznie czynnych mediach.




Rotacja magnetyczna płaszczyzny polaryzacji jest spowodowana precesją orbit elektronowych powstających pod działaniem pola magnetycznego. Substancja czynna optycznie pod działaniem pola magnetycznego nabywa dodatkową zdolność do obracania płaszczyzny polaryzacji, a kąt obrotu będzie równy sumie kątów obrotu z naturalnymi i sztucznymi działaniami optycznymi.

Zjawisko rotacji płaszczyzny polaryzacji leży u podstaw metody wyznaczania stężenia roztworów substancji optycznie czynnych. Metoda ta nazywa się polarymetrycznie, a przy określaniu zawartości cukru w pomiarze cukru . Są z powodzeniem stosowane w przemyśle spożywczym, w medycynie, w badaniach biopolimerów.