Вращение плоскости поляризации

Явление вращения плоскости поляризации заключается в повороте плоскости поляризации поляризованного света при прохождении через вещество. Вещества, обладающие таким свойством, называют оптически активными.

Пусть свет падает на систему поляризатор-анализатор, которые поставлены, скрещено, т.е. их главные плоскости перпендикулярны. Свет до наблюдателя не дойдёт, т.к. анализатор не пропустит поляризованный свет в соответствии с законом Малюса.

Если между поляризатором и анализатором поместить кварцевую пластинку, то свет до наблюдателя будет доходить (Рис.2).

Если же анализатор повернуть на некоторый угол, то можно вновь добиться затемнения. Это свидетельствует о том, что кварцевая пластинка вызвала поворот плоскости поляризации на угол a, соответствующий повороту анализатора для получения затемнения.

К оптически активным веществам относится ряд твёрдых тел (кварц, сахар и др.) и многие жидкости (скипидар, водный раствор сахара, никотин, винная кислота и др.).

Вещества, поворачивающие плоскость колебаний по часовой стрелке (если смотреть навстречу лучу), называют правовращающими; а вещества, поворачивающие эту плоскость в противоположном направлении – левовращающими. Вращение обусловлено асимметричным строением молекул, не имеющих ни центра симметрии, ни плоскости симметрии.

Угол поворота a плоскости колебаний поляризованного света в растворах пропорционален толщине слоя вращающего вещества и концентрации раствора:

,

где - удельное вращение (град∙ м²/кг). Характеризует вращательную способность вещества. Для раствора удельное вращение равно углу, на который поворачивается плоскость колебаний поляризованного света, проходящего через слой раствора единичной толщины и единичной концентрации.

Удельное вращение зависит от длины волны света , поэтому одно и то же активное вещество поворачивает плоскость поляризации волн различной длины на разные углы. Так, например, слой водного раствора сахара толщиной 1дм при концентрации 1г/см³ поворачивает плоскость поляризации красного света (l=0, 656 мкм) на 53°, жёлтого света (l=0, 589 мкм) на 66, 5°, зелёного света (l=0, 535 мкм) на 82°.

Это явление называют вращательной дисперсией.

Угол поворота a плоскости колебаний поляризованного света в веществе: .