Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Оптическая активность

Оптическая активность (далее О), способность среды вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через нее оптического излучения (света). Впервые обнаружена в 1811 Д. Ф. Араго в кварце. В 1815 Ж. Б. Био открыл О чистых жидкостей (скипидара), а затем растворов и паров многих, главным образом органических, веществ. Он же установил (см. Био закон), что: 1) угол j поворота плоскости поляризации линейно зависит от толщины l слоя активного вещества (или его раствора) и концентрации с этого вещества — j = (a) lc (коэффициент (a) называется удельной О); 2) поворот в данной среде происходит либо по часовой стрелке (j > 0), либо против нее (j < 0), если смотреть навстречу ходу лучей света. Соответственно оптически-активные вещества, проявляющие естественную О (О, не вызываемую наличием внешних полей), разделяют на правовращающие (положительно вращающие, (d), j > 0) и левовращающие (отрицательно вращающие, (l), j < 0). Это условное деление применимо в широких интервалах длин волн излучения. Оно теряет смысл лишь вблизи полос собственного (резонансного) поглощения среды; в 1896 французский ученый Э. Коттон обнаружил, что в одном и том же веществе j имеет различные знаки по разные стороны от полос резонансного поглощения (см. Поглощение света).

  Некоторые вещества оптически активны лишь в состоянии (кварц, киноварь и пр.), так что их О есть свойство в целом; для них удельная О обозначается просто a и формула Био записывается в виде j = al. Другие вещества активны в любом агрегатном состоянии; это означает, что их О определяется свойствами отдельных молекул. Удельная О зависит не только от рода вещества, но и от агрегатного состояния, температуры, давления, типа растворителя и т.д. Типичные значения (a) в град/дм·г/см3: 66,473+0,0127 с (раствор в воде); 14,83—0,146 с (виннокаменная кислота в воде); –3,068+0,08959 с и –5,7 (яблочная кислота в воде и ацетоне соответственно); –37 (скипидар в воде); 40,9+0,135 с (камфора в этиловом спирте). Здесь с — концентрация растворенного вещества в г на 100 см3 раствора. Первые две величины верны в интервалах концентраций 0—50, (a) для камфары — в интервале 10—50, остальные — при любой концентрации (если вообще зависят от нее). Эти значения приведены для стандартных условий: длины волны света 589,3 нм (D-линия и температуры 20 °С.

  От естественной О отличают искусственную, или наведенную, О, проявляющуюся лишь при помещении оптически неактивного вещества в поле (Фарадея эффект; см. также Верде постоянная). Знак вращения в эффекте Фарадея зависит как от свойств среды (парамагнитна она, диамагнитна или ферромагнитна), так и от того, вдоль поля или против него распространяется излучение. Это связано с особым характером поля (определяющие его величины являются псевдовекторами, или осевыми векторами). Если линейно-поляризованный свет, прошедший через слой вещества с естественной О, отражается и проходит через тот же слой в обратном направлении, восстанавливается исходная поляризация, тогда как в среде с наведенной О в аналогичном опыте угол поворота удвоится.

  Феноменологическую (макроскопическую) теорию О предложил в 1823 О. Ж. Френель, объяснивший О различием преломления показателей среды n+ и n для право- и левополяризованных по кругу световых волн. (Волну линейно-поляризованного света всегда можно представить как совокупность двух право- и левополяризованных по кругу волн равной интенсивности; см. Поляризация света.) Полученное Френелем выражение имеет вид j = p·l /l(n+ n), где l — длина волны излучения в вакууме; т. о., j может быть значительным даже при очень малом различии n+ и n, если l, как это обычно, бывает много больше l. Этим объясняется чрезвычайно высокая чувствительность методов, основанных на измерении О (например, при определении различий в показателе преломления в 10 000 раз точнее самых точных измерений с помощью интерферометров).

  Развитие теории О тесно связано с изучением ее дисперсии — зависимости a (или (a)) от l. Еще Био установил, что в исследованных им случаях a тем меньше, чем больше l (j ~ l–2). Такая дисперсия характерна для т. н. нормальной О — вдали от длин волн l0, на которых в оптически-активном веществе происходит резонансное поглощение. Эме Коттон, изучавший О для излучений с l, близкими к l0, обнаружил аномальную О — увеличение a с ростом l, а также различие поглощения показателей при этих длинах волн для право- и левополяризованных по кругу лучей — т. н. круговой дихроизм, или эффект Коттона. Вследствие кругового дихроизма вблизи полос собственного поглощения не только поворачивается плоскость поляризации света, исходно поляризованного линейно, но и одновременно этот свет превращается в эллиптически-поляризованный.

  Исследования О показали, что для объяснения О существен учет изменения поля световой волны на расстояниях порядка размеров а молекулы (иона) вещества. (При описании многих др. оптических явлений таким изменением можно пренебречь, т.к. а /l ~ 10–3, но как раз этот параметр определяет различие между n+ и n.) Одним из решающих этапов выяснения природы О явилось открытие Л. Пастером в 1848 оптических антиподов-веществ, неразличимых по всем физическим (и многим свойствам, кроме направления вращения плоскости поляризации (отличаясь знаками, удельные О двух антиподов равны по абсолютной величине). Оказалось, что оптические антиподы ( решетки в отдельные молекулы в аморфных, жидких и газообразных оптическиактивных веществах — такие молекулы называются оптическими изомерами) являются зеркальными отражениями друг друга, так что никакими перемещениями и поворотами в пространстве не могут быть совмещены один с другим при полном тождестве образующих их элементов. Для молекул каждого из оптических изомеров характерна пространственная асимметрия — они не имеют плоскости зеркальной симметрии и центра инверсии (см. Изомерия, Стереохимия, Энантиоморфизм).

  Теория О молекулярных паров в рамках классической электронной теории (см. Лоренца — Максвелла уравнения) была разработана в 1915 М. Борном и независимо шведским физиком К. В. Озееном, которые показали, что наряду с асимметрией молекул следует учитывать несинфазность микротоков, наведенных полем световой волны в разных частях молекул (при всей малости a/l). Квантовую теорию О паров построил в 1928 бельгийский ученый Л. Розенфельд. И в этой, более строгой с позиций современной науки теории рассматриваются процессы, связанные с конечным размером молекул (происходящие на расстояниях ~а). Для объяснения О оказалось необходимым учитывать как электрический, так и дипольные моменты, наводимые в молекуле полем проходящей волны. Теория О молекулярных сред, активных лишь в фазе, тесно связана с теорией экситонов, т.к. О этих определяется характером волн поляризации в них. О теории наведенной О см. Магнитооптика, Фарадея эффект. Современные теории О качественно правильно описывают это явление, однако количественная теория дисперсии О сталкивается со значительными трудностями в связи со сложностью изучаемых объектов.

  О обнаруживают широкие классы веществ, в особенности органических. Характер дисперсии О весьма чувствителен к различным факторам, определяющим внутри- и межмолекулярные взаимодействия. Поэтому методы, основанные на измерении О, широко используются в физических, биологических и др. научных исследованиях и в промышленности (см. Поляриметрия, Сахариметрия).

  Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. — Л., 1951; Mathieu J. . Activit_e optique naturelle, в кн.: Encyclopedia of Physics (Handbuch des Physik), v. 28, В. — (а. о.), 1957.

  С. Г. Пржибельский.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 08.03.2021 00:36:34
00:08 Викторию Боню начали шантажировать и запросили миллионы рублей
00:02 Составлен портрет типичной женщины-руководителя в России
23:57, 7 марта 2021 В РФПИ сообщили о планах производства «Спутника V» в Италии
23:51, 7 марта 2021 Рэпер Джиган заказал домой тигренка для своих детей
23:23, 7 марта 2021 Французский миллиардер погиб при крушении вертолета
23:03, 7 марта 2021 Зампрокурора российского города задержали при получении взятки
22:56, 7 марта 2021 Власти назвали возможную причину пожара на реке Обь
22:49, 7 марта 2021 Кадыров отреагировал на смерть правозащитницы Хеды Саратовой
19:00, 7 марта 2021 Большунов отреагировал на дисквалификацию норвежского соперника
Больше новостей
СегодняРоссия «Это делает их мягкими и эмоциональными»Россиянки поколениями воспитывают сыновей в одиночку. Стала ли Россия страной маменькиных сынков?
7 марта 2021Бывший СССР «Преемник — свой человек»Самую закрытую страну бывшего СССР ждут большие перемены. Глава Туркмении готовится передать власть
СегодняСиловые структуры «Она притягивала людей как магнит»Как легендарная советская разведчица вербовала офицеров гестапо и добывала атомные секреты США
18:52, 7 марта 2021 Высмеянные за сходство с хинкали кроссовки Канье Уэста раскупили за одну минуту
00:05 В США старый ВАЗ-2110 продают по цене двухлетней Mitsubishi
00:04 Renault привезла кросс-купе Arkana в Европу: цены удивили
СегодняЭкономика Женская доляМировая экономика ежегодно теряет триллионы долларов из-за мужчин. Как женщины исправят ситуацию?
7 марта 2021 Цвет войныОккупированная Украина глазами гитлеровских солдат. Редкие снимки времен Второй мировой
00:02 Кроссовер-бестселлер Changan обновился и подорожал на 35%
18:44, 7 марта 2021 Мясников опроверг популярный миф о раке груди
00:01 АвтоВАЗ лишил Lada XRay связки мотора 1.8 и «механики»
СегодняКультура «Она влюбилась в нее, как другие девочки влюблялись в парней»Вопросы, страхи и признание: история девушки, которая рассказала о своей ориентации родителям
7 марта 2021Спорт «Выучи чертовы правила!»Петр Ян совершил роковую ошибку. Один неверный удар лишил его пояса чемпиона
22:38, 7 марта 2021 Путин поздравил Большунова с серебром в марафоне на чемпионате мира
22:22, 7 марта 2021 При взрыве газа в жилом доме в Подмосковье пострадала 14-летняя девочка
22:08, 7 марта 2021 Принца Гарри обвинили в «объявлении войны» королевской семье
6 марта 2021Россия «Терпи, не визжи! Ножки раздвигать приятно было?»Беседы со священниками, угрозы и унижения: как проводят аборты по ОМС в России
7 марта 2021Ценности «Она стала самой известной женщиной в стране»Как советская революционерка влюбляла в себя чиновников и отчаянно боролась за права женщин
18:11, 7 марта 2021 Первая партия российского «Спутника V» доставлена в Северную Македонию
22:09, 7 марта 2021 Свора бездомных собак покусала четырехлетнюю россиянку
21:19, 7 марта 2021 Jaguar Land Rover на четверть сократит производство
4 марта 2021 «Это больше чем просто синяки на коже»Последствия коронавируса, войн и ошибок власти — в объективах лучших фотографов мира
6 марта 2021Мир «Противостояние было неизбежным»75 лет назад Черчилль объявил СССР холодную войну. Готов ли Запад снова опустить железный занавес?
17:44, 7 марта 2021 Алеся Кафельникова поделилась снимком в белье и взволновала фанатов
22:06, 7 марта 2021 ЕС предрекли потерю 100 миллиардов евро из-за медленной вакцинации
21:24, 7 марта 2021 15-матчевая победная серия «Манчестер Сити» в АПЛ прервалась в дерби с МЮ
3 марта 2021Россия «Мне казалось, что на всем свете я одна такая»Россиянка лишилась лица из-за пожара. Она провела жизнь в нищете и ненависти, но не сдалась
7 марта 2021Из жизни Многоженец-феминистКак один мужчина смог завести пять жен и 25 детей и при этом сохранить любовь в семье?
21:22, 7 марта 2021 Роскомнадзор потребовал от Facebook вернуть доступ к материалам российских СМИ
21:16, 7 марта 2021 Cadillac планирует выпускать новые модели семейства Blackwing
21:34, 7 марта 2021 Посольство России отреагировало на сообщение о крушении вертолета в ЦАР
5 марта 2021Россия «Ельцин продул бы с разгромным счетом»Глеб Павловский — о выборах 1996 года, поиске преемника Ельцина и испорченных отношениях с Украиной
6 марта 2021Культура Я так вижнВедьмы, смех и чертовщина: каким вышел супергеройский сериал Marvel «Ванда/Вижн»
21:00, 7 марта 2021 «Спартак» разгромил «Краснодар» со счетом 6:1 и вышел на третье место в РПЛ
20:20, 7 марта 2021 Появились подробности крушения вертолета с российскими военными в ЦАР
19:25, 7 марта 2021 Россиянка рассказала на видео об инсценированном ради внимания мужа ограблении
6 марта 2021Культура Порно с «Медведем»Румынский секс-скандал, колесо фортуны и каратели под Брянском: кто победил на Берлинском фестивале
6 марта 2021Силовые структуры «Надо идти на фронт, а то война без нас кончится»Как советский артиллерист стал лучшим истребителем «Тигров» и получил награды от Рузвельта и Сталина
20:30, 7 марта 2021 В Германии неизвестные осквернили могилу Бандеры
19:15, 7 марта 2021 «Ливерпуль» дома проиграл новичку АПЛ
21:18, 7 марта 2021 GM снова останавливает заводы из-за нехватки полупроводников
7 марта 2021 Самые продаваемые и любимые кроссоверы россиянКакие кроссоверы и внедорожники покупали в России в феврале
6 марта 2021Интернет и СМИ Группа захватаКак в мире противостоят огромным технологическим компаниям, захватившим контроль над пользователями
19:10, 7 марта 2021 США и Китай уступили России в борьбе за контроль над Африкой
21:13, 7 марта 2021 Porsche увеличит свою долю в хорватском производителе гиперкаров Rimac
18:30, 7 марта 2021 Раскрыты обвинения против задержанного в Абхазии Героя ДНР
6 марта 2021 Кабрио-Гелик: мечта диктатораВидео: самый дорогой G-Class без крыши — кому нужен удлиненный внедорожный лимузин?
5 марта 2021Силовые структуры «Мне показалось, что она уже мeртва»Смерть женщины при родах потрясла российский город. Почему в трагедии обвинили врача?
19:08, 7 марта 2021 Лига безопасного интернета назвала цензурой блокировку поста ТАСС в Facebook
18:22, 7 марта 2021 В МВД Украины заявили о зависимости «деокупации» Донбасса от Зеленского
19:33, 7 марта 2021 Жителям Швейцарии запретят скрывать лицо
4 марта 2021Мир «Есть вещи, которые нельзя совершать даже принцу»Саудовский принц нажил много врагов на пути к престолу. Теперь его обвиняют в убийстве одного из них
5 марта 2021Спорт «Ей надо на всю страну извиниться»Косторная уходила от Тутберидзе со скандалом, а теперь возвращается. Чего ей не хватило у Плющенко?
17:59, 7 марта 2021 Большунов решил бойкотировать награждение после мужского марафона
18:33, 7 марта 2021 Норвежца дисквалифицировали за столкновение с Большуновым в марафоне на ЧМ
17:31, 7 марта 2021 Большунов расплакался после поражения норвежцам в марафоне на чемпионате мира
5 марта 2021Культура Биполярные ночиБог порошков, депрессия Земфиры и отцы стадионного рока: главная музыка месяца
18:05, 7 марта 2021 Глава ВОЗ высоко оценил инвестиции России в науку после вакцины «Спутник V»
17:19, 7 марта 2021 Facebook заблокировал статью РБК со ссылкой на материалы ФСБ
17:30, 7 марта 2021 Девушка пожаловалась на запахи гнилого мяса и тухлых яиц после коронавируса
17:02, 7 марта 2021 Косметолог призвала женщин не опасаться химических компонентов в косметике
16:57, 7 марта 2021 Глава UFC возмутился судейством в бою двух чемпионов
17:15, 7 марта 2021 Большунов проиграл норвежцам в марафоне на чемпионате мира
17:13, 7 марта 2021 Австрия приостановила вакцинацию препаратом AstraZeneca после смерти привитого
16:34, 7 марта 2021 Лидер группы «Руки вверх!» заступился за дочь известного певца на детском «Голосе»
16:53, 7 марта 2021 Вертолет с российскими военными специалистами разбился в ЦАР
16:24, 7 марта 2021 Российскую организацию «За права человека» распустили
16:40, 7 марта 2021 Европу призвали к сдерживанию «имперских притязаний» Китая по опыту СССР
16:15, 7 марта 2021 Заболевший опоясывающим лишаем доктор Мясников бросился в Баренцево море
16:09, 7 марта 2021 Появилось видео испытания ракеты комплекса «Бал»
16:01, 7 марта 2021 Глава UFC описал реакцию Нурмагомедова на предложение подраться осенью
15:34, 7 марта 2021 Из банка в центре Москвы украли более 150 миллионов рублей
16:01, 7 марта 2021 В Госдуме предложили выдавать маткапитал деньгами
15:28, 7 марта 2021 Предложившая Путину жениться на ней россиянка рассказала о своей жизни
15:16, 7 марта 2021 Автора «Песни крокодила Гены» госпитализировали в Москве
15:04, 7 марта 2021 Раскрыты неожиданные симптомы опасного вида рака
14:57, 7 марта 2021 Канделаки похвасталась новой квартирой на побережье Балтийского моря
14:54, 7 марта 2021 В Госдуме заявили о готовности защитить ДНР и ЛНР при нападении Украины
14:53, 7 марта 2021 Соперник Яна захотел нового боя с россиянином
14:12, 7 марта 2021 Для предоставляющих ипотечные займы организаций ужесточили требования
14:37, 7 марта 2021 Администрации Байдена предложили новый подход к России
14:30, 7 марта 2021 В сети появилась подборка лучших моментов UFC 259
14:08, 7 марта 2021 Умерла российский вирусолог Светлана Маренникова
13:52, 7 марта 2021 На УАЗе начнут выпускать рамные внедорожники Isuzu
13:51, 7 марта 2021 С конвейера главного завода Skoda сошел 15-миллионный автомобиль
13:49, 7 марта 2021 Nissan GT-R Nismo, Audi R8 и новый 911 Turbo S сразились в дрэге
13:50, 7 марта 2021 Mercedes-Benz S-Class обзавелся новой базовой версией и подешевел
12:43, 7 марта 2021 Российская вакцина «Спутник V» зарегистрирована в Северной Македонии
13:14, 7 марта 2021 Ян описал ход мыслей перед запрещенным ударом
12:13, 7 марта 2021 Бузова объявила о возвращении «Дома-2»
11:40, 7 марта 2021 На МКАД столкнулись одиннадцать автомобилей