2.2 ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВЕЩЕСТВА
Оптическая активность – способность среды вызывать вращение плоско-
сти поляризации проходящего через неё света.
Оптическая активность в первый раз была найдена в 1811 г. Д.Ф. Араго в
кварце. В 1815 г. Ж.Б. Био нашел её у некоторых жидкостей (в частности, ски-
пидара), а потом растворов и паров многих, основным образом органических,
веществ. Он же установил, что угол α поворота плоскости поляризации линей-
но зависит от толщины l слоя активного вещества (либо его раствора) и концен-
трации этого вещества (закон Био):
α=(a)×
l
×c,
где a – коэффициент удельной оптической активности.
Оптически активные вещества разделяются на два типа. Относящиеся к
первому из них оптически активны в любом агрегатном состоянии (сахара,
камфора, винная кислота), ко второму – активны лишь в кристаллической фазе
(кварц, киноварь). У веществ первого типа оптическая активность обусловлена
асимметричным строением их молекул, у веществ второго типа – специфичной
ориентацией молекул (ионов) в элементарных ячейках кристалла (асимметрией
поля сил, связывающих частицы в кристаллической решётке).
3. ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА И ПРИБОРЫ
В простых поляризационных устройствах – поляризаторах для получения
полностью либо частично поляризованного света употребляется одно из трёх
физических явлений:
12
1)
поляризация при отражении либо преломлении света на границе раз-
дела двух прозрачных сред;
2)
линейный дихроизм*;
3)
двойное лучепреломление*.
Свет, отражённый от поверхности, разделяющей две среды с различными
показателями преломления n, постоянно частично поляризован. Если же луч
света падает на границу раздела под углом, тангенс которого равен отношению
абсолютных характеристик преломления второй и первой сред (их относитель-
ный показатель преломления n=n2/n1), то отражённый луч поляризован полно-
стью. Недочеты отражательных поляризаторов: малый коэффициент отражения
и мощная зависимость степени поляризации от угла падения. Преломленный
луч частично поляризован, причём его степень поляризации монотонно растет с
увеличением угла падения. Пропуская свет последовательно через несколько
прозрачных плоскопараллельных пластинок, можно достичь того, что степень
поляризации прошедшего света будет значительна.
Среды, владеющие оптической анизотропией*, различно поглощают лучи
разных поляризаций. Если толщина пластинки, вырезанной из анизотропного
кристалла (с полосами поглощения в подходящей области диапазона) парал-
лельно его оптической оси, достаточна, чтоб один из лучей поглотился факти-
чески нацело, то прошедший через пластинку свет будет полностью поляризо-
ван.
Пластинки из оптически анизотропных материалов, вносящие сдвиг фазы
между двумя взаимно перпендикулярными компонентами электрического век-
тора Е проходящего через них излучения (соответствующими двум линейным
поляризациям), называют фазовыми, либо волновыми, пластинками и преду-
смотрены для конфигурации состояния поляризации излучения. Так, циркуляр-
ные или эллиптические поляризаторы традиционно представляют собой сово-
купность линейного поляризатора и фазовой пластинки. Для получения света,
поляризованного по кругу (циркулярно), используют фазовые пластинки, вно-
сящие сдвиг фазы в 90° (пластинка четверть длины волны). Двойные лучепре-
13
ломляющие фазовые пластинки изготавливают как из материалов с естествен-
ной оптической анизотропией (к примеру, кристаллов), так и из веществ, анизо-
тропия которых индуцируется приложенным извне действием (наведенная ани-
зотропия): электрическим полем, механическим напряжением и др. Использу-
ются также отражательные фазовые пластинки, к примеру, ромб Френеля*.
Достарыңызбен бөлісу: |