imagesot-chego-zavisit-ugol-vraschenija-ploskosti-poljarizatsii-thumb.jpg

Вращение плоскости поляризации

В зависимости от направления вращения плоскости поляризации различают право- и левовращающие вещества. Вещества, обладающие свойством вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через них плоскополяризованного света, называют Оптически активными.

Эта разность фаз изменяется при распространении волны (в однородной среде — линейно растёт). Известен также поворот плоскости поляризации при отражении от анизотропной среды (см., например, магнитооптический эффект Керра). Угол поворота плоскости поляризации зависит также от длины волны света, проходящего через р-р. Это свойство используется для изучения строения биополимеров. В вет.-биол. исследованиях П. применяют для определения Сахаров и крахмала в растит.

В 1900 году волновая теория Максвелла, рассматривающая электромагнитное излучение как колебания электрического и магнитного полей выглядела законченной. Интенсивность света, прошедшего через систему поляризатор — анализатор, зависит от угла между плоскостями пропускаемых ими колебаний. Введение оптически активного вещества между поляризатором и анализатором приводит к «повороту» плоскости поляризации, благодаря чему поле зрения станет более светлым.

Итак, МОЖНО считать, что в рамках феноменологической электромагнитной теории света вращение плоскости поляризации получило объяснение

Для получения равномерного освещения поля зрения нужно повернуть анализатор на угол, равный углу «вращения плоскости поляризации» луча возникающий в результатепрохождения им сахарного раствора.

Тогда в полезрениянаблюдаетсянетройное, а двойное поле (рис. 1 в), II), при этом суть метода остается прежней. Поляриметры применяются в научных и технических исследованиях, а также в медицине. Поляриметры, применяемые для этой цели, называются сахариметрами (рис. 1 б)). Действие сахариметра основано на законе Малюса и на явлении вращения плоскости поляризации.

Если смотреть навстречу лучу, то правовращающее вещество вращает плоскость поляризации по часовой стрелке, а левовращающее – против часовой стрелки. Удельное вращение характеризует природу вещества и обратно пропорционально квадрату длины волны используемого света и слабо зависит оттемпературы.

В оптически активной среде лучи, поляризованные по кругу, распространяются с различной скоростью. Поэтому возникает разность фаз β, которая зависит от толщины слоя оптически активного вещества d, периода колебания Т и скорости распространения волн v1 и v2 с «правым» и «левым» вращениями.

Для света такой поляризации оптическая среда будет плотнее

В 1815 г. французский ученый Ж. Б. Био открыл оптическую активность чистых жидкостей (скипидара), а затем растворов и паров многих, главным образом органических веществ. Относительно же фиксированной оси в пространстве вращения происходят в обратные стороны, если лучи распространяются навстречу друг другу (гиротропия).

Установлено (Л. Пастером в 1848 г. на примере солей виннокаменной кислоты), что если вещество вращает плоскость поляризации, то оно всегда имеет две модификации: правовращающую и левовращающую. Для правых и левых модификаций активных кристаллов постоянная вращения имеет противоположные по знаку и (при одинаковых внешних условиях) одинаковые по абсолютной величине значения:.

Удельным вращением называют вращение плоскости поляризации, вызванное слоем вещества толщиной 1 дм при пересчете на содержание 1 г вещества в 1 мл объема. Величина удельного вращения зависит также от природы растворителя и концентрации раствора. При замене растворителя может изменяться не только величина угла вращения, но и его направление.

При совпадении, например, направления вращения плоскости поляризации волны и спирали молекул активного вещества, скорость распространения волны будет меньше

Ряд оптически активных веществ в растворе изменяет угол вращения до определяемой постоянной величины. Это объясняется наличием в растворе смеси стереоизомерных форм, имеющих различные значения угла вращения.

Свойство растворов в течение некоторого времени изменять величину угла вращения называется мутаротацией. Общий принцип устройства и работы поляриметров заключается в следующем. Луч от источника света направляется через желтый светофильтр в призму-поляризатор. Проходя через призму Николя, луч света поляризуется, колебания его совершаются только в одной плоскости. Плоскополяризованный свет пропускают через кювету с раствором оптически активного вещества.

Направление плоскости поляризации, как правило, устанавливают направлением поворота анализатора. В других приборах точное направление вращения определяют при помощи повторного измерения, которое проводят либо с половинной толщиной слоя жидкости либо с половинной концентрацией. Если при этом получают угол вращения а/2 или а/2+900, то можно считать, что вещество является правовращающим.

В магнитном поле все вещества вращают плоскость поляризации

Удельное вращение не очень сильно зависит от температуры, однако для точных измерений термостатирование кюветы необходимо. Поляриметрические определения применяют как для установления количественного содержания оптически активных веществ в растворах, так и для проверки их чистоты. В задачу данной работы, помимо определения константы скорости реакции гидролиза сахарозы входит также и изучение её зависимости от концентрации катализатора.

В уравнения (49) и (50) вместо значений концентраций сахарозы можно подставить разности соответствующих углов вращения плоскости поляризации света реакционной смесью. Произведем теперь оценку величины Ап = Лдев «пр которую можно зафиксировать в опытах по вращению плоскости поляризации. Вращение плоскости поляризации электромагнитной волны в плазме при наложении магнитного поля (эффект Фарадея).

Читайте также:

Еще: