Фазовые пластинки

Фазовые пластинки используют для преобразования состояния поляризации светового луча.

На практике иногда нужно преобразовать линейную поляризацию светового луча в круговую и наоборот. Для этой цели используют так называемую четвертьволновую пластинку. Фазовые пластинки изготавливают из материала с двойным лучепреломлением, причем оптическая ось кристалла лежит в плоскости пластинки. Толщина h четвертьволновой пластинки удовлетворяет условию: h(n_o – n_e) = m l/4, где m = 1,3,5…

Рис.3.7. Схема получения циркулярно поляризованного света с помощью четвертьволновой пластинки. Для того, чтобы амплитуды обыкновенного и необыкновенного лучей в пластинке были одинаковыми, направление оптической оси пластинки OO` должно составлять угол 45 градусов по отношению к плоскости поляризации падающего линейно поляризованного излучения. При вращении анализатора относительно оптической оси системы интенсивность прошедшего луча не изменяется. Это и служит доказательством круговой поляризации луча.

Пластинка в полволны h(n_o – n_e) = ml/2. На выходе такой пластинки между обыкновенной и необыкновенной волнами возникает разность фаз, равная p. Это значит, что изначально линейно поляризованный свет, прошедший пластинку остается линейно поляризованным, однако направление колебаний вектора Е повернется на угол 2j, симметрично главному сечению пластинки. При j = 45° плоскость поляризации прошедшего света ортогональна плоскости поляризации падающего света.

Оптическая активность – явление вращения плоскости поляризации в среде открыто Араго в 1811 г. в кристалле кварца. Кварц – одноосный кристалл. Однако при прохождении света вдоль оптической оси кристалла плоскость поляризации линейно поляризованного света поворачивается. Угол поворота пропорционален толщине пластинки d. Существует два зеркально- симметричных вида кристаллов кварца: право- и левовращающие.

В 1848 г. Пастер открыл явление оптической хиральности органических соединений, образовавшихся в живых организмах. Все эти соединения левовращающие. При химическом синтезе органических молекул продукт реакции всегда содержит равные количества право- и левовращающих молекул, которые в химическом отношении идентичны. Именно поэтому невозможно искусственно синтезировать сахар для пищевых целей из угля или нефти. У синтетического сахара половина продукта не усваивается организмами. Поэтому пищевой сахар приходится получать из растений: сахарной свеклы или тростника.

Для растворов угол поворота плоскости поляризации пропорционален толщине слоя d и концентрации активного вещества c:

, где a - постоянная вращения, которая зависит от длины волны света, температуры и типа применяемого растворителя.

Измерения оптической активности производят приборами, получившими названия поляриметров или сахариметров. Эти приборы позволяют быстро и точно измерить концентрацию активных веществ в растворах. Их широко применяют в промышленности.

Дата добавления: 2014-01-13