Вращение плоскости поляризации - Лекции по Оптике.

При прохождении линейно поляризованного света сквозь кристалл кварца вдоль его оптической оси плоскость поляризации света поворачивается вокруг направления луча. Вещества, в которых наблюдается это явление, называются оптически активными (кварц, скипидар и так далее).

Угол поворота плоскости поляризации j  пропорционален толщине  слоя вещества проходящего света :

j=a,

где a - удельное вращение (угол поворота плоскости поляризации света слоем оптически активного вещества единичной толщины),

 длина пути света, 

a  зависит от длины световой волны l ( вращательная дисперсия), температуры и природы вещества.

Вдали от полос поглощения  a ~ 1/l2 .  Это закон Био.

В растворах ,

где с – объёмно-весовая концентрация оптически активного вещества в растворе,

 удельным вращением раствора- коэффициент пропорциональности  зависит от природы оптически активного вещества и растворителя, температуры и длины световой волны,

длина пути света.

 С помощью этой формулы можно определить поляризацию с оптически активного вещества в растворе .

В зависимости от направления вращения плоскости поляризации оптически активные вещества делятся на право- и левовращающие, т.е. вращающие по и против часовой стрелки, если смотреть навстречу световому пучку.

Способность поворачивать плоскость поляризации приобретают даже оптически неактивные вещества, если их поместить в продольное магнитное поле ( эффект Фарадея).

Схема установки для наблюдения этого эффекта состоит из соленоида с исследуемым веществом, который помещен между двумя скрещенными поляризаторами Р и Р΄. Создание магнитного поля приводит к просветлению поля зрения.

Поворотом плоскости пропускания анализатора Р΄ добиваются затемнения , и таким образом находят угол поворота плоскости поляризации:

,

где V – постоянная Верде (или магнитная вращательная способность),

длина пути света,

 В –индукция магнитного поля в соленоиде.

 Постоянная Верде зависит от рода вещества, его физического состояния и длины волны света.

 Направление вращения связано только с направлением магнитного поля . От направления луча направление вращения не зависит. Поэтому при отражении луча зеркалом и возвращении его в исходную точку поворот плоскости поляризации удваивается.

Знак вращения условно считают, если смотреть вдоль магнитного поля (вдоль вектора ). Для большинства веществ вращение происходит вправо. Такие вещества называются положительными. Встречаются и отрицательные вещества, вращающие влево.