Вращение плоскости поляризации теория

ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ТЕОРИЯ ВРАЩЕНИЯ ПЛОСКОСТИ ПОЛЯРИЗАЦИИ [c.296]

Интерпретация вращения плоскости поляризации была дана впервые Френелем, показавшим, что оно в какой-то степени аналогично двойному лучепреломлению. При изложении сущности формальной теории Френеля прежде всего установим, что любое [c.154]

Итак, МОЖНО считать, что в рамках феноменологической электромагнитной теории света вращение плоскости поляризации получило объяснение. Однако эта теория не способна объяснить, почему скорость волны в правовращающем веществе отлична от ее скорости в левовращающем. [c.158]

Если попытаться ответить на этот вопрос с позиций молекулярной теории, то надо предположить, что вращение плоскости поляризации связано с асимметрией строения оптически активного вещества. В случае кристаллов главной причиной различия скоростей следует считать асимметрию внешней формы (отсутствие центра симметрии), Об этом говорит различие кристалла правого и левого кварца по внешнему виду. Для аморфных однородных тел нужно связать исследуемое явление со строением сложных молекул активной среды. [c.158]

В рамках излагаемой теории можно исчерпывающе истолковать классические эксперименты Фарадея, впервые наблюдавшего вращение плоскости поляризации в оптически неактивном веществе, помещенном в продольное магнитное поле. Рассмотрим основные результаты таких экспериментов и объясним их с позиций электронной теории. [c.160]

Опыт подтверждает выводы этой простой теории, и вращение плоскости поляризации парами металлов и другими веществами широко используется в современной атомной физике для определения атомных констант, а также для ряда других весьма тонких измерений. [c.168]

В чем заключаются основные положения феноменологической теории вращения плоскости поляризации, предложенной Френелем [c.455]

Наряду со знаменитым явлением Фарадея (вращение плоскости поляризации в магнитном поле, 1846 г.), которое было первым исследованным магнитооптическим эффектом, явление Керра сыграло важную роль в обосновании электромагнитной теории света. В более поздние годы (1930 г. и позже) удалось наблюдать двойное лучепреломление под действием электрического поля в парах и газах. Измерения эти гораздо труднее измерений з жидкостях вследствие малости эффекта, зато теория явления приложима к ним с меньшими оговорками. [c.528]

Теория вращения плоскости поляризации [c.614]

Рис. 30.5. Призма Френеля для иллюстрации общей теории вращения плоскости поляризации.

Итак, под действием магнитного поля возникает двойное (вращательное) преломление, т. е. согласно теории Френеля — вращение плоскости поляризации (явление Фарадея). [c.630]

Теория вращения плоскости поляризации была предложена Френелем. Она основана на том, что в любом случае плоскополяризован-ная волна может быть представлена как результат сложения двух циркулярно поляризованных волн, одна из которых поляризована по правому кругу, а другая — по левому. Обе циркулярно поляризованные волны в оптически неактивной среде распространяются с одинаковой скоростью, и поэтому результирующее направление колебаний будет в любой момент времени соответствовать направлению АА (рис. 30.2, а). [c.230]

К рассмотрению теории вращения плоскости поляризации [c.231]

Явление вращения плоскости поляризации наблюдается, как указывалось, и в растворах. Теория молекулярного вращения плоскости поляризации в растворе объясняет это явление асимметричным строением молекул. Асимметрия молекул, из которых состоит активное вещество, заключается в асимметричном пространственном расположении атомов в молекуле. Возможны так же, как и в кристалле разновидности структуры кристаллов, представляющие зеркальные изображения друг друга, что определит правое или левое вращение. Естественно, что чем больше молекул, т. е. чем выше концентрация, тем более должно быть заметно явление вращения плоскости поляризации. Отметим, что явление вращения плоскости поляризации широко используется для определения концентрации растворов сахара, никотина, камфоры, кокаина и др., которые обладают большим удельным вращением. Удельное вращение растворов соответствует слою толщиной 10 см, деленному на концентрацию. Например, для тростникового сахара 6,67°, а для скипидара — Ра = = 29,6°. Приборы, предназначенные для измерения концентрации растворов по повороту плоскости поляризации, имеют название сахариметров или поляриметров. [c.232]

Био (ВШ) Жан Батист (1774-1862) — французский физик и математик. Окончил Политехническую школу в Париже. Основные работы посвящены оптике (закон Био вращения плоскости поляризации света), электромагнетизму (закон Био — Савара о напряженности магнитного пола прямолинейного проводника). В области математики работал над теорией уравнений с частными производными, связанными с колебанием поверхностей, предложил классификацию дифференциально-разностных уравнений. Написал (1803 г.) Общую историю науки в годы Революции . [c.142]

Изложенная теория основана на классической теории, т. е. на простом эффекте Зеемана. Полная теория должна учитывать сложный эффект Зеемана, т. е. быть квантовой. Кроме того, для объяснения отрицательного вращения плоскости поляризации необходимо учитывать парамагнетизм атомов. На этих вопросах мы останавливаться не можем. [c.583]

Таким образом, поставленная цель достигнута рассмотренная модель дает вращение плоскости поляризации. Общая теория механизма вращения плоскости поляризации довольно сложна. Но рассмотренная здесь модель ) позволяет понять существенное в этом механизме. [c.349]

Весьма интересен результат теории для особого класса веществ—холестерических жидких кристаллов,, которые представляют довольно протяженные цепочки молекул, изогнутые по цилиндрической спирали вследствие этого они гиротропны. Вращение плоскости поляризации здесь на 2—4 порядка больше, чем в обычно встречающихся веществах, например, в обычных кристаллах и в растворе (молекулы активны). [c.157]

I Ввиду того что теория нормального и аномального эффекта Зеемана довольно подробно изложена в следующих за onxuKOii курсах атомной физики и квантовой механики, мы решили ограничиться изложением содержания самого эффекта, необходимым для понимания механизма вращения плоскости поляризации в магнитном поле. [c.293]

Получим этот результат из представлений электронной теории, а затем используем его для изучения изменения показателя преломления вблизи спектральной линии, расщепившейся на две компоненты в продольном магнитном поле. Это позволит истолковать эффект вращения плоскости поляризации вблизи линии поглощения. Хотя нас интересует расщепление линии поглощения, рассмотрим более простой случай — расщепление линии испускания. Рассчитаем, как изменится частота колебаний ш упруго связанного электрона при действии на него магнитного поля Явнеш. направленного вдоль оси Z. Положим Е = О, так как будет рассчитываться лишь изменение движения электрона при наложении внешнего магнитного поля [c.166]

Наличие дисперсии света является одним из фундаментальных- затруднений первоначальной электромагнитной теории света Мак- свелла. Эта теория, связавшая воедино электромагнитные и опти- ч/ ческие явления, представляла громадный шаг вперед и стала научным обобщением крупнейшего масштаба. Трприя )я1 гвр.п.пя-позволила раскрыть смысл явления Фарадея (вращение плоскости поляризации в магнитном поле), открытого почти за четверть века до того она, несомненно, стимулировала дальнейщие изыскания в области магнето- и электрооптики, приведшие к двум важным открытиям Керра двойного лучепреломления в электрическом поле и поворота плоскости поляризации при отражении от намагниченного ферромагнетика. Наконец, теория Максвелла устранила ряд неясностей и противоречий упругой оптики. [c.539]

Первоначальные попытки молекулярного толкования оптической активности имели, по существу, формальный характер и сводились к предположению, что связи, существующие в асимметричной молекуле, обусловливают винтообразные траектории электронов, смещаемых под действием световой волны. Борн (1915 г.) показал, то, исходя из более общей модели молекулы, пригодной для истолкования явлений молекулярной анизотропии вообще, можно объяснить и вращение плоскости поляризации асимметричными молекулами, т. е. молекулами, не имеющими ни центра симметрии, ни плоскости симметрии. При этом оказалось, как мы уже упоминали в начале главы, что при решении задачи о взаимодействии световой волны и молекулы в данном случае нельзя пренебрегать эффектами, зависящими от отношения с(/А,, где с1 — размер молекулы, а X — длина волны. В. Р. Бурсиан и А. В. Тиморева существенно дополнили теорию, показав, что необходимо принять во внимание не только электрический, но и магнитный момент, возбуждаемый в асимметричной молекуле полем световой волны. [c.618]

Теория вращения Френеля. Интерпретация вращения плоскости поляризации была дана впервые Френелем, который показал, что это явление сводится к особому типу двойного лучепреломления. В основе рассуждений Френеля лежит гипотеза, согласно которой скорость распространения света в оптически активных веществах различна для воли, поляризованных по правому или левому кругу, т. е. Vпx фu aa В силу этого все оптически активные вещества можно разделить па правые (Ущ1> лсв) и левые ( Упр<Плсп) [c.73]

Молекулярная теория вращения. Теория Френеля объясняет вращение плоскости поляризации света, однако она не в состоянии ответить на вопрос, почему скорость распространения волны в правовращающем веществе отлична от ее скорости в левовращающем. Если рассматривать этот вопрос с позиций молекулярной теории, то нужно предположить, что вращение плоскости поляризации связано с асим.метричным строением оптически активного вещества. Эта асимметрия заключается в том, что две разновидности активного вещества построены так, что одна является зеркальным отображением второй. Для оптически активных кристаллов это обнаруживается при непосредственном изучении их формы. Например, монокристаллы право- и левовращающего кварца имеют зеркально-симметричные формы (рис. 20.4), которые носят название энантиоморфных. Для аморфных однородных веществ исследуемое явление нужно связать со строением сложных молекул активной среды. [c.75]

Борн (1915) показал, что вращение плоскости поляризации света можно объяснить, если учесть характер изменения электромагнитного поля в веществе в пределах одной. молекулы. При построении теории было принято во внимание то, что все оптически активные вещества существуют в двух. модификациях, характеризующихся правы.м и левы.м вращением плоскости поляризации, причем рассматривались сложные аси.мметрпч-ные молекулы с прострапствеппой структурой, не пмею-игие ни центра, ни плоскости снм.метрин (наличие оси симметрии нс препятствует оптической активности). [c.75]

Эффект Зеемана лежит в основе объяснения двух главных магнитооптических явлений — магнитного вращения плоскости поляризации (эффект Фарадея) и магнитного двойного лучепреломления (эффект Коттона — Мутона). Изучение эффекта Зеемана на спектральных линиях атомов в видимой и ультрафиолетовой областях сыграло большую роль в развитии учения о строении атома, особенно в период, последовавший за созданием теории Бора. В настоящее время исследование эффекта Зеемана на спектральных линиях атомов представляет собой один из важных методов определения характеристик уровней энергии атомов и значительно облегчает интерпретацию сложных атомных спектров. Изучение зеема-новского расщепления спектральных линий позволяет также получать ценные сведения о магнитных полях, в источниках света, например при исследовании Солнца. [c.102]

Э. пропускания основана ка тех же принципах — измерении параметров эллипса прошедшего через ве[цество света (при полной поляризации). В Э. пропускания практически не выделяется влияние поверхностных слоев на фоне влияния основной толщи она применяется для измерения оп-тич. параметров слабо поглощающих кристаллов, для измерения естеств. и магн, вращения плоскости поляризации, естеств. и магн. кругового дихроизма, поскольку для этих параметров теория отражения слабо разработана и трудна [c.610]

Справедливость теории подтверждается экспериментами по преломлению циркулярно поляризованных волн (рис. 254). В ре ультате различного соотношения между скоростями волн с правой и левой круговой поляризацией в право- и левовращающих средах на границе между ними происходит двойное лучепреломление, причем от падающей линейно поляризованной волны возникают две циркулярно поляризованные волны, которые можно пространственно разделить (рис. 254). Эксперименты показали, что эти лучи действительно циркулярно поляризованы, а преломление на границах между средами происходит в соответствии с построением Гюйгенса, проведенным для скоростей на основе анализа вращенр я плоскости поляризации. Таким путем феноменологическая теория вращения плоскости поляризации была подтверждена экспериментально. [c.283]

Взаимодействия вещества и С. Вещество оказывает различные влияния на распространение света, меняя его направление, скорость, состояние поляризации и частоту. Формальная теория Максвелла, характеризующая вещество только материальными константами (диэлектрической постоянной и Цроводимостью), не в состоянии объяснить этих влияний или л е объясняет их только вплоть до нек-рых постоянных, остающихся в теории нерасшифрованными. Электронная теория вещества, даже в ее наиболее общем, не детализированном виде в сочетании с электромагнитной теорией света значительно расширяет круг явлений, поддающихся кла ссич. объяснению (см. Отражение света, Дисперсия света, Вращение плоскости поляризации. Поляризация света. Рассеяние свет.а). Основой этого объяснения является представление об элементарных электромагнитных резонаторах, из которых построено вещество, взаимодействующее со световыми волнами. Квантовые свойства вещества и С. ограничивают однако точность выводов классической теории С. и в этой области. Это проявляется особенно отчетливо в явлениях рассеянрш С. и при расчете констант, характеризующих распространение С. в веществе. Наиболее резко квантовые свойства С. проявляются однако в его действиях на вещество. Виды действий С. могут быть различными в зависимости от конгломерата вещества, на к-рый действие производится. Элементарные частицы (электроны и протоны) могут испытывать только механич. действие—световое давление. Величина этого давления определяется оличеством движения [c.149]

Магнитные свойства М. находят свое выражение в магнитном вращении плоскости поляризации (см. Фарадея явление). Однако современное состояние теории этого явления не позволяет использовать его для решения вопросов, связанных со строением М. (См. также Магнетохими.ч,). [c.283]

Некоторые растворы и кристаллы редких земель, солей железа и других веществ вращают плоскость поляризации в магнитном поле в направлении, противоположном вращению тока, возбуждающего электромагнит. К этой группе относится много парамагнитных тел, почему и самое вращение иногда называют парамагнитным в отличие от обычного магнитного. По Дорфману и Ладенбургу эффект Фарадея определяется, вообще говоря, двумя причинами. Одна из них, на основе к-рой и построена изложенная теория, сводится к тому, что электронная орбита совершает прецессионное вращение в магнитном поле. Другая состоит в том, что магнитное поле ориентирует атомы благодаря ранее существовавшему в них магнитному моменту. Ориентированные т. о. атомы будут различно реагировать на свет, поляризованный по кругу вправо и влево, и следовательно число электронов, отвечающих на одну и другую волну, будет несколько различным к этому сводится объяснение парамагнитного вращения. В общей квантовой теории (Френкель) разделение двух факторов, диамагнитного и парамагнитного, строго говоря, является недопустимым теория в конце концов должна целиком основываться на характере явления Зеемана для данного вещества. Однако для слабых магнитных полей такое разделение целесообразно и в квантовой теории. Кроме перечисленных вращательных эффектов, вызываемых связанными электронами, Кек наблюдал вращение плоскости поляризации коротких электромагнитных волн при их распространении в ионизованном газе, содержащем свободные электроны и находящемся в магнитном поле. Этот эффект, как показал Эпльтон, может играть большую роль при распространении радиоволн в верхних ионизованных слоях атмосферы (благодаря действию земного магнитного поля). [c.199]

Т4 [110] . Имея в виду такие трансформационные свойства указанных комбинаций компонент вектора дипольного момента, нетрудно установить обычными методами теории групп переходы, связанные с правыми и левыми круговыми поляризациями. Спектрограмма рис. 3 демонстрирует 0+- и а -зеема-новские спектры, снятые в поглощении при распространении света вдоль ноля и с применением поляроида в сочетании с пластинкой Я/4. Сравнение экспериментального и теоретического зеема-новских спектров показывает прекрасное совпадение в относительном расположении о+- и а"-компонент и еще раз подтверждает правильность построенной нами схемы зееманов-ских переходов 4130 А. Как видно из спектрограммы продольного эффекта Зеемана, наиболее интенсивна компонента 1о". Большая вероятность этого перехода вместе с повышением концентрации ионов на подуровне — /2 (Г5) при низких температурах вызывает, по-видимому, сильное парамагнитное вращение плоскости поляризации в СаГа — Еи +, исследовавшееся экспериментально и теоретически Шеном и Бломбергеном [112]. [c.128]

Начиная с XIX века, положение стало складываться в пользу волновой теории благодаря работам Юнга (1773—1829) и в особенности Френеля (1788—1827), систематически исследовавших явления интерференции и дифракции света. На основе волновых представлений была создана стройная теория этих явлений, выводы и предсказания которой полностью согласовывались с экспериментом. Объяснение прямолинейного распространения света содержалось в этой теории как частный случай. Были открыты и исследованы новые оптические явления поляризация света при отражении (Малюс, 1808) и преломлении (Малюс и Био, 1811), угол полной поляризации (Брюстер, 1815), интерференция поляризованных лучей (Френель и Aparo, 1816), количественные законы и теория отражения и преломления света (Френель, 1821), двойное преломление сжатым стеклом (Брюстер, 1815), двуосные кристаллы (Брюстер, 1815), законы и теория распространения света в двуосных кристаллах (Френель, 1821), вращение плоскости поляризации в кварце (Aparo, 1811) и жидкостях (Био, 1815 оба явления исследовались далее Био, Брюстером и др.). Юнг (1807) измерил на опыте длину световой волны. Оказалось, что волны красного света длиннее, чем синего и фиолетового. Тем самым в волновой теории было дано экспериментально обоснованное объяснение цветов света, которое связывало это явление с длиной световой волны. (Такое объяснение предлагалось еще Эйлером, но он не мог указать, длина каких волн больше — красных или синих.) Юнг (1817) высказал также мысль о поперечности световых волн. К такому же заключению независимо от него пришел Френель (1821) и обосновал это заключение путем исследования поляризации света и интерференции поляризованных лучей. Все эти факты и в особенности явления интерференции и дифракции света находили непринужденное объяснение в рамках волновой теории света. Корпускулярная теория не могла противопоставить ничего эквивалентного и к началу 30-х годов XIX века была оставлена. [c.27]

Перейдем теперь к исследованию магнитного вращения плоскости поляризации в области полосы поглощения веи ества. Здесь показатель преломления, а также коэффициент поглощения меняются с частотой быстро и аномально. Поэтому магнитное вращение плоскости поляризации велико и носит также аномальный характер. Кроме того, внутри самой полосы поглощения между резонансными частотами o и со знак вращения отрицателен, как это видно из рис. 317. Такое аномальное поведение плоскости поляризации называется эффектом Макалюзо и Корбино. Эти итальянские физики открыли его экспериментально в 1898 г., а затем Фохт дал теорию явления. [c.582]

Гипотеза Вант-Гоффа, быстро развившаяся в теорию тетраэдрич. строения углеродного атома или теорию асимметрического углерода (см.), легла в основу т. н, классич. С. Эта теория и до сего времени имеет большое актуальное значение в науке. Исследования структур углеродистых соединений рентгеноскопич. методом в наше время действительно подтверждают правильность основного положения классич. С. о том, что четыре валентности углеродного атома направлены к четырем вершинам тетраэдра, в центре которого находится углерод (см. Асимметрический углерод). Если четыре заместителя, связанных с центральным ут леродом, различны, получается т. н. асимметр ч. углерод, и вся молекула становится асимметричной при этом она делается способной вращать плоскость поляризации света. При наличии п молекуле одного асимметрического углерода получаются два оптически деятельных изомера—правый и левый,—обозначаемых буквой d я I. Правый и левый изомеры характеризуются полной одинаковостью своих физических и химических свойств. Они отличаются толысо вращением плоскости поляризации, энантио-морфизмом многогранников в случае кристаллизации, отношением к асимметрическим веществам и энзимам и своими физиологическими [c.51]

Линейно поляризованная волна может рассматриваться как суперпозиция двух циркулярно поляризованных волн с противоположными направлениями вращения электрического вектора [см. (5.10) и (5.11) и рис. 19]. В основе теории лежит предположение о различной скороста распрортранения циркулярно поляризованных волн с различными направлениями вращения электрического вектора (Френель, 1817). У входящего в кристалл луча, описываемого формулами (5.10) и (5.11), на выходе из кристалла между колебаниями векторов Е] и Ег возникает постоянная разность фаз, которая обусловливает поворот плоскоста поляризации. [c.282]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...