Оптически активными веществами называют вещества, способные поворачивать плоскость поляризации, проходящего через них линейно поляризованного света. В основном это органические вещества. Типичными представителями активных веществ из твёрдых тел – кварц, из жидких – раствор сахара, никотин. Существуют право и левовращающие оптически активные вещества. Особенностью этих веществ является не симметричное строение их молекул.
QUOTE
, QUOTE
— длина пути, d –постоянная вращения.
Для растворов с концентрацией С QUOTE
–удельная постоянная вращения, т. е. вещества, равные углу поворота плоскости поляризации при прохождении световой волны единичной среды в растворе с единичной концентрацией, — оптически активные вещества.
Объяснение оптической активности предложи Френель, по теории которого линейно поляризованный свет можно представить в виде двух волн, поляризованных по правому и левому кругу.
При прохождении оптически активного вещества показатель преломления этих поляризованных волн различаются, следовательно, различаются и скорости. Между этими волнами возникает разность фаз, приводящая к повороту плоскости поляризации.
При прохождении световой волной одного и того же пути в прямом и обратном направлении положение плоскости поляризации восстанавливается.
Оптически неактивные вещества относятся оптически активными при приложении к ним магнитного поля (эффект Фарадея).
Для поворота плоскости поляризации QUOTE
B — индукция; d- путь волны; R-постоянная Верде.
Объяснение этого явления связано с расщеплением энергетических уровней оптического вещества в магнитном поле (эффект Зеелака) . При прохождении волны вдоль магнитного поля и обратно в точках Фарадея угол поворота QUOTE
удваивается.
Явление дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсия. Электронная теория дисперсии.
Под явлением дисперсия понимают показательно преломления n от её длины волны λ. Явление дисперсии характеризуется величиной QUOTE
. Различают нормальную и аномальную дисперсию. Если с увеличением λ n уменьшится, то дисперсия нормальная.
Нормальная дисперсия наблюдается в области прозрачности вещества для λ.
В области сильного поглощения света наблюдается аномальная дисперсия света.
Элементарная классическая физика, объясняющая дифракцию, рассматривает взаимодействие света как электромагнитные волны со связанными электронами вещества. В основе теории лежит гипотеза Лоренса об электронах, связанных квази упругими силами с атомами. При проведении электронов из положения равновесия на их действует возвращающая сила F=-kx. Когда электромагнитная волна «заходит» в вещество, под действием электрического поля волны связанные электроны начинают совершать вынужденные колебания с w. Т. к. колебания – это движение с ускорением, то эти электроны начинают излучать электромагнитные волны с частотой w, при этом колебания затухают.
По второму закону Ньютона
QUOTE
т. к. QUOTE
, то, разделив всё на m, имеем: QUOTE
QUOTE
— частота собственных колебаний электрона. Для решения уравнения (1) воспользуемся комплексным представлением колебаний
QUOTE
Отсюда QUOTE
Атом с колеблющимся электроном представляет собой переменный диполь. Его дипольный момент равен: QUOTE
Электромагнитная волна вызывает переменную поляризацию сферы, характеристикой которой является параметр p – поляризованность, представляющий собой дипольный момент единицы объёма.
QUOTE
, N – концентрация атомов. QUOTE
Т. к. QUOTE
, где QUOTE
— относительная диэлектрическая проницаемость. QUOTE
, где 𝝒 – диэлектрическая восприимчивость.
QUOTE
=> QUOTE
. Отсюда QUOTE
– зависимость n от w, т. е. описывает дисперсию света.
Рассмотренная теория не учитывает затухание колебаний электронов в реальном случае:
Аномальные дисперсии наблюдаются в области собственной частоты колебания wo. При совпадении w и wo наблюдается резонанс, который состоит в резком увеличении амплитуды вынужденных колебаний электрона. В такой ситуации при большой амплитуде начинается колебаться и связанный с электроном атом, т. е. часть энергии электромагнитной волны превращается в колебания атома, т. е. в тепловую энергию. Наблюдается явление поглощения.
Похожие записи :
Оптически активными называются вещества, после прохождения через которые плоскость поляризации линейно поляризованного света поворачивается на некоторый угол (φ) (Рис.5). ...
Оптически неактивные вещества под действием магнитного поля становятся активными. Это явление вращения плоскости поляризации в магнитном поле называется эффектом Фарадея. При р ...
Френель показал, что вращение плоскости поляризации линейно поляризованного света можно объяснить, если допустить, что в оптически активной среде монохроматические волны правой ...
Поляризованный свет. Плоскополяризованный свет, свет, поляризованный по кругу и эллипсу. Получение поляризованного света. Двойное лучепреломление в кристаллах. Призма Николя П ...
Рассмотрим падение плоской световой волны на границе раздела двух прозрачных (не поглощающих) сред с показателями преломления n1 и n2. В этом случае происходит преломление и от ...
Отзывов нет
No comments yet.
К сожалению, по вашему запросу ничего не найдено.