Физическая сущность оптической активности

Измеряемые величины.

Удельное вращение для жидкости:

[a] = a/ld,

где a - наблюдаемый угол вращения, l – толщина кюветы в дм, d – плотность вещества.

Удельное вращение для растворов:

[a] = 100 a/lс,

где с – число граммов оптически активного вещества в 100 мл раствора;

[a] = aА/lаd,

где A – масса раствора, d – его плотность, а – навеска вещества.

Часто пользуются молекулярным вращением [M]:

[M] = М[a]/100,

где М – молекулярная масса оптически активного вещества.

Плоско поляризованное излучение является не простым явлением, поскольку при пропускании через призму Френеля делится на два луча – левую (L) и правую (R) циркулярно поляризованные волны:

Плоская волна – суперпозиция левой и правой циркулярно-поляризованных волн, когда Е_R = Е_L:

При этом скорость движения левой и правой циркулярно поляризованных волн в газовой фазе должна быть совершенно одинаковой.

При попадании в плотную среду (жидкость или твердое вещество) скорость излучения меняется в соответствии с формулой С_n = C/n, где n – коэффициент преломления излучения. При этом энергия кванта не меняется, т.е. n = const, а длина волны меняется: l_n = C/nn.

Если при этом напряженности полей левой и правой волн остаются одинаковыми Е_L = Е_R, ибо ε_L = ε_R, то плоскость поляризации плоской волны поворачивается на угол a_l: a_l = πl(n_L - n_R)/λ. Причем, скорости движения левой и правой волн здесь разная, поскольку для них разными являются коэффициенты преломления, т.е. n_L ¹ n_R . Поскольку коэффициент преломления есть функция длины волны, то и угол вращения есть функция длины волны, как это показано ниже:

Здесь графики представлены для ситуации,

когда на всем диапазоне длин волн наб-

людается только одна полоса поглощения

с максимумом при l_о.

Если по какой-либо причине. n_L = n_R и ε_L ¹ ε_R, то

появляется эллиптически поляризованное излучение, при

этом суммарный вектор напряженности поля Е описывает

эллипс, большая ось которого b остается на месте, т.е. угол

ее поворота a = 0.

Если же n_L ¹ n_R и ε_L ¹ ε_R, то имеет место эллипти-

чески поляризованное излучение, большая ось эллипса b

для которого повернута на угол a, характеризующий оп-

тическую активность хирального вещества, причем, а – ма-

лая ось эллипса.

Таким образом, измерению поддаются два зависящих от l параметра: a_l и tgj, где эллиптичность tgj = a/b, а а = e_L - e_R, b = e_L + e_R.

Любую молекулу можно представить себе в виде спирали – левую и правую для двух оптических антиподов (вспомним движение по часовой и против часовой стрелки при определении S и R конфигурации по Кану – Ингольду – Прелогу). С каждой спиралью левая и правая циркулярно поляризованные волны взаимодействуют по разному, вследствие чего и возникают различия между e_L и e_R, а также n_L и n_R.

Дата добавления: 2014-01-05