Вращение плоскости поляризации

Оптически активные вещества обладают способностью вращать плоскость поляризации. Это сахар, киноварь, водный раствор сахара, винная кислота, скипидар.

Вращение плоскости поляризации можно наблюдать в приведенном ниже опыте. Рис. 18.7.

Если между скрещенными поляризатором Р и анализатором А, дающими темное поле зрения, разместить оптически активное вещество, то поле зрения анализатора просветляется. При повороте поляризатора на некоторый угол j вновь можно получить темное поле зрения. Этот угол и представляет собой тот угол, на который происходит поворот плоскости поляризации света, прошедшего поляризатор.

Свет, прошедший сквозь оптически активное вещество, является плоскополяризованным.

Из опыта известно, что угол поворота плоскости поляризации для оптически активных кристаллов и чистых жидкостей определяется: (18.6). Для оптически активных растворов получаем: (18.7);где – расстояние, пройденное светом в оптически активном веществе, – удельное вращение, численно равное углу поворота плоскости поляризации света слоем оптически активного вещества единичной толщины (единичной концентрации для растворов), – массовая концентрация оптически активного вещества, кг/м³.

Удельное вращение зависит от природы вещества, температуры и длины волны излучения в вакууме. Оптическая активность обуславливается как строением молекул вещества, так и особенностями расположения частиц в кристаллической решетке.

В зависимости от направления вращения плоскости поляризации оптически активные вещества разделяются на право- и левовращающие. В первом случае плоскость поляризации, если смотреть навстречу лучу, вращается вправо (по часовой стрелке), во втором влево (против часовой стрелки).

О. Френкель (1817 г.) объяснил вращение плоскости поляризации тем, что скорость распространения света в оптически активных веществах различна для лучей, поляризованных по кругу влево и вправо.

Явление вращения плоскости поляризации лежит в основе точного метода определения концентрации растворов оптически активных веществ. Этот метод назван полярометрией.

Схема установки показана на рис.18.7. По найденному значению угла поворота поляризации и известному значению – удельного вращения из выражения находится концентрация растворенного вещества. М. Фарадеем обнаружено вращение плоскости поляризации в оптически неактивных веществах под действием магнитного поля. Это – эффект Фарадея. Он имеет огромное значение для науки, так как это было первое явление, в котором обнаружилась связь между оптическими и электромагнитными процессами.

Дата добавления: 2017-01-14