| 小火龍果 |
2024-08-16 15:57 |
旋光性 | RP 系列激光分析設(shè)計軟件
旋光性是物質(zhì)引起旋光或圓二色性的能力。 } |M: MJ`
旋光性是線偏振光通過某些透明物質(zhì)時，光的偏振方向逐漸順時針（右旋）或逆時針（左旋）旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。它與圓雙折射有關(guān)，如下所述： 3'A0{(b
圓二色性是不同圓偏振方向的光學(xué)吸收系數(shù)的差異。 &0G9v
還有與偏振相關(guān)的反射率和各種非線性效應(yīng)的相關(guān)現(xiàn)象。光學(xué)活動也可以發(fā)生在太赫茲輻射區(qū)域。 #bG6+"g{=L
請注意，因為旋光性是物質(zhì)表現(xiàn)出這種效應(yīng)的主要能力，所以它不依賴于偏振光的存在，即不依賴于旋光或偏振相關(guān)吸收的實際發(fā)生。換句話說，即使在黑暗中，物質(zhì)也可以具有光學(xué)活性。 CZ$B2i6
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旋光性的原因 qJonzFp7
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由于對稱性的原因，旋光在許多情況下都不會發(fā)生——本質(zhì)上是因為沒有什么東西可以支持偏振向左旋轉(zhuǎn)而不是向右旋轉(zhuǎn)。然而，這種對稱性被打破的典型情況是含有分子的介質(zhì)，其結(jié)構(gòu)使得該結(jié)構(gòu)的鏡像與原始結(jié)構(gòu)不同。此類分子稱為手性分子；對于它們中的每一個，都存在兩種不同的版本（稱為對映異構(gòu)體，或更普遍地稱為立體異構(gòu)體）。最簡單的想象情況是螺旋形式的分子，沿某個方向纏繞。 }F9#3W&`c
液體中分子的隨機取向并不能消除手性的不對稱性。 S+t2k&pm
人們可能會期望手性對稱可以通過這些分子的隨機方向有效地恢復(fù)，但事實并非如此；例如，一個旋轉(zhuǎn)180°的左旋螺旋分子仍然是左旋的，也就是說，與光的相互作用方式與原來的方向相同。 3q@JhB
旋光性在外消旋混合物中受到抑制，該混合物含有具有相同密度的分子的兩個手性版本。 c (5XT[Tw
請注意，如果左旋和右旋形式以相同的密度出現(xiàn)（外消旋混合物），則在含有此類分子的液體中仍然觀察不到旋光。合成物質(zhì)通常就是這種情況，而生物體通常只產(chǎn)生一種形式的分子。在這方面最早的發(fā)現(xiàn)是 Louis Pasteuer 在 1849 年的發(fā)現(xiàn)。他觀察到天然酒石酸會引起旋光，而化學(xué)合成的酒石酸則不會。然后他還發(fā)現(xiàn)酒石酸單晶有兩種不同的形狀，一種是另一種的鏡像，這最終導(dǎo)致酒石酸由手性分子組成的發(fā)現(xiàn)。后來發(fā)現(xiàn)，這種手性不對稱性實際上在生命世界中相當(dāng)普遍，例如在天然蔗糖（普通糖）等糖中，它只包含右旋版本。這種驚人的不對稱性與以下事實有關(guān)：產(chǎn)生糖的生物有機體對于許多其他類型的重要分子具有相同的不對稱性，并且相對分子的手性可以極大地影響其化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)，盡管不同的對映體表現(xiàn)出完全相同的化學(xué)行為。 yQ<h>J>
有趣的是，在表現(xiàn)出局域性基本屬性的物理模型中沒有發(fā)現(xiàn)光學(xué)活動。旋光性與非局部材料響應(yīng)有關(guān)，其中一個位置的偏振取決于稍微不同位置的電場。 rL+.3ZO):P
光學(xué)活性也可以發(fā)生在晶體材料中，其中手性由晶格結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。例如，α-石英是單向雙折射的，因此對于沿其光軸傳播的光不具有線性雙折射，但表現(xiàn)出旋光性。（在各種其他雙折射晶體材料中觀察到相同的效果，例如方解石。）這可以解釋為三個不同晶面的周期性重復(fù)的結(jié)果。然而，詳細分析相當(dāng)復(fù)雜。 XUUP#<,s
在適當(dāng)構(gòu)造的光子超材料中也可以獲得強的光學(xué)活性。 C v*K.T
磁致旋光用于光隔離器。 y[ AB,Dd
雖然旋光性通常與天然手性物質(zhì)有關(guān)，如上文所述，偏振旋轉(zhuǎn)也可以通過將某些物質(zhì)暴露在磁場中獲得。這就是所謂的法拉第效應(yīng)，特別是在法拉第旋轉(zhuǎn)器和法拉第隔離器中。法拉第效應(yīng)可以稱為磁誘導(dǎo)旋光，盡管通常不稱之為旋光性，這是介質(zhì)的一種特性。 kou7_4oS
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