6. Вращение плоскости поляризации.

Многие вещества, называемые оптически активными, обладают способностью поворачивать плоскость поляризации.

Это кристаллические тела (кварц и др.), чистые жидкости (скипидар и др.) и растворы оптически активных веществ (например, водный раствор сахара).

φ = αd

Опыт показывает, что все оптически активные вещества поворачивают плоскость поляризации падающего на них света. Для чистых кристаллов и жидкостей

д

φ = [α]cd

ля оптически активных растворов

,

где d – расстояние, пройденное светом в оптически активном веществе; с – концентрация раствора; α ([α]) – удельное вращение (или постоянная вращения). Постоянная α имеет различное значение для разных веществ и, кроме того, сильно зависит от длины волны света. Так для кварцевой пластинки толщиной 1 мм углы поворота желтого и фиолетового света равны соответственно и .

В зависимости от направления вращения плоскости поляризации, оптически активные вещества подразделяют на право и левовращающие, то есть вращающие по или против часовой стрелки, если смотреть навстречу световому пучку.

Вращательная способность кварца связана с особенностями кристаллической структуры, расположением частиц в кристаллической решетке (на макроуровне), так как плавленый кварц не обладает оптической активностью.

Измерение угла поворота плоскости поляризации используется для определения концентрации оптически активных веществ, например сахара в растворах (пищевая промышленность) и биологических объектах (кровь).

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

Вопросы для самоконтроля.

1. Чем отличается поляризованный свет от естественного? Каковы виды поляризованного света?

2. В чем смысл закона Брюстера?

3. В чем суть двойного лучепреломления? В чем особенности обыкновенного и необыкновенного лучей? Как объяснить двойное лучепреломление?

4. Что такое оптическая ось кристалла?

5. Объясните закон Малюса для света, прошедшего через два поляризатора.

6. Объясните эффект Керра.

7. С чем связано вращение плоскости поляризации на макро- и микроуровнях? Где применяется?

Лекция № 35

Дисперсия света. Поглощение света.

План.

1. Дисперсия света. Методы наблюдения дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсия.

2. Электронная теория дисперсии света.

3. Затруднения электромагнитной теории Максвелла.

4. Поглощение света. Спектр поглощения. Цвета тел.

1. Дисперсия света. Методы наблюдения дисперсии. Нормальная и

аномальная дисперсия.

Из опыта известно, что показатель преломления n зависит от длины волны света, т. е. n(λ). Явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества от длины волны или частоты ω световой волны, называются дисперсией света.

Наиболее простой метод наблюдения дисперсии – метод скрещенных призм (рис. 35.1). Свет от источника проходит через щель и

попадает через линзу 1 на призму 1. Цветная полоска, получающаяся в результате действия первой призмы, отклоняется второй призмой в разных своих частях различно, в зависимости от величины показателя преломления, так что окончательная форма и расположение спектра определяется величиной дисперсии обеих призм.

Если показатель преломления увеличивается с частотой, то есть dn/dω>0 (или dn/dω<0), то такую зависимость называют нормальной дисперсией (рис. 35.2). Если dn/dω<0 (или dn/dω>0) дисперсия света называется аномальной (рис. 35.3). Она наблюдается вблизи полос поглощения вещества.

n

В случае аномальной дисперсии вид спектра, получаемого по методу

скрещенных призм на экране (рис. 35.1) получается качественно как на рис. 35.4.

Рис. 35.4