Optische Folge (optische Tätigkeit) ist das Drehen des Flugzeugs des geradlinig polarisierten Lichtes über die Richtung der Bewegung, als das Licht durch bestimmte Materialien reist. Es kommt in Lösungen von chiral Molekülen wie Rohrzucker (Zucker), Festkörper mit rotieren gelassenen Kristallflugzeugen wie Quarz und Drehungspolarisiertes Benzin von Atomen oder Molekülen vor. Es wird in der Zuckerindustrie verwendet, um Sirup-Konzentration in der Optik zu messen, um Polarisation in der Chemie zu manipulieren, um Substanzen in der Lösung, und in der optischen Mineralogie zu charakterisieren, um zu helfen, bestimmte Minerale in dünnen Abteilungen zu identifizieren. Es wird als eine Methode entwickelt, Blutzucker-Konzentration in diabetischen Leuten zu messen.

Geschichte

Die Folge der Orientierung des geradlinig polarisierten Lichtes wurde zuerst 1811 in Quarz vom französischen Physiker François Jean Dominique Arago beobachtet. Um diese dieselbe Zeit hat Jean Baptiste Biot auch die Wirkung in Flüssigkeiten und Benzin von organischen Substanzen wie Terpentinöl beobachtet. 1822 hat der englische Astronom Herr John F.W. Herschel entdeckt, dass verschiedene Kristallformen von Quarz die geradlinige Polarisation in verschiedenen Richtungen rotieren lassen. Einfache polarimeters sind seit dieser Zeit verwendet worden, um die Konzentrationen von einfachem Zucker wie Traubenzucker in der Lösung zu messen. Tatsächlich bezieht sich ein Name für Traubenzucker, Dextrose, auf die Tatsache, dass es geradlinig polarisiertes Licht veranlasst, nach rechts zu rotieren oder Partei zu ergreifen. Auf eine ähnliche Weise veranlasst levulose, allgemeiner bekannt als fructose, das Flugzeug der Polarisation, nach links zu rotieren. Fructose ist noch stärker linksdrehend, als Traubenzucker rechtsdrehend ist. Kehren Sie Zuckersirup um, der gewerblich durch die Hydrolyse von Rohrzucker-Sirup zu einer Mischung des einfachen Teilzuckers, fructose, und Traubenzuckers gebildet ist, bekommt seinen Namen von der Tatsache, dass die Konvertierung die Richtung der Folge veranlasst, vom Recht bis linken "umzukehren".

1849 hat Louis Pasteur ein Problem bezüglich der Natur von Weinsäure aufgelöst. Eine Lösung dieser Zusammensetzung ist auf Wesen zurückzuführen gewesen (um spezifisch zu sein, Wein-Hefe) lässt das Flugzeug der Polarisation des Lichtes rotieren, das es durchführt, aber durch die chemische Synthese abgeleitete Weinsäure hat keine solche Wirkung, wenn auch seine Reaktionen identisch sind und seine elementare Zusammensetzung dasselbe ist. Pasteur hat bemerkt, dass die Kristalle in zwei asymmetrischen Formen kommen, die Spiegelimages von einander sind. Das Sortieren von den Kristallen hat mit der Hand zwei Formen der Zusammensetzung gegeben: Lösungen einer Form lassen polarisiertes Licht im Uhrzeigersinn rotieren, während die andere Form Licht gegen den Uhrzeigersinn rotieren lässt. Eine gleiche Mischung der zwei hat keine sich spaltende Wirkung auf das Licht. Pasteur hat abgeleitet, dass das fragliche Molekül asymmetrisch ist und in zwei verschiedenen Formen bestehen konnte, die einander ähneln, wie nach links und rechte Handschuhe würde, und dass die organische Form der Zusammensetzung aus rein einem Typ besteht.

1874 hat Kombi von Jacobus Henricus 't Hoff und Joseph Achille Le Bel unabhängig vorgeschlagen, dass das Phänomen der optischen Tätigkeit durch das Annehmen erklärt werden konnte, dass die chemischen Obligationen zwischen Kohlenstoff-Atomen und ihren Nachbarn zu den Ecken eines regelmäßigen Tetraeders geleitet werden. Das hat zu einem besseren Verstehen der dreidimensionalen Natur von Molekülen geführt.

Theorie

Optische Tätigkeit ist ein Typ der Doppelbrechung. Jede geradlinige Polarisation des Lichtes kann als eine gleiche Kombination von rechten (RHC) und link kreisförmig (LHC) polarisiertes Licht geschrieben werden:

wo das elektrische Feld des Lichtes ist. Die Verhältnisphase zwischen den zwei kreisförmigen Polarisationen setzt die Richtung der geradlinigen Polarisation dazu. In einem optisch aktiven Material erfahren die zwei kreisförmigen Polarisationen verschiedene Refraktionsindizes. Der Unterschied in den Indizes misst die Kraft der optischen Tätigkeit,

:.

Dieser Unterschied ist eine Eigenschaft des Materials (für Substanzen in der Lösung, es wird als die spezifische Folge gegeben). Nach dem Reisen durch die Länge des Materials nehmen die zwei Polarisationen eine Verhältnisphase von auf

:

wo die Wellenlänge des Lichtes (im Vakuum) ist. Demzufolge wird die Endpolarisation rotieren gelassen, um zu angeln.

Im Allgemeinen hängt der Brechungsindex von der Wellenlänge ab (sieh Streuung). Die Schwankung turnusmäßig mit der Wellenlänge des Lichtes wird optische Drehungsdispersion (ORD) genannt. ORD Spektren und Circulardichroismus-Spektren sind durch die Kramers-Kronig Beziehungen verbunden. Ganze Kenntnisse eines Spektrums erlauben die Berechnung vom anderen.

In der Zusammenfassung hängt der Grad der Folge von der Farbe des Lichtes ab (das gelbe Natrium D die Linie in der Nähe von 589 nm Wellenlänge wird für Maße allgemein verwendet), die Pfad-Länge und die Eigenschaften des Materials (z.B, oder spezifische Folge und Konzentration).

Gebiete des Gebrauches

Für eine reine Substanz in der Lösung, wenn die Farbe und Pfad-Länge befestigt werden und ist die spezifische Folge bekannt, die beobachtete Folge kann verwendet werden, um die Konzentration zu berechnen. Dieser Gebrauch macht einen polarimeter ein Werkzeug von großer Bedeutung zu denjenigen, die in Zahlung geben oder dem Verwenden von Zuckersirupen in großen Mengen.

In Gegenwart von magnetischen Feldern haben alle Moleküle optische Tätigkeit. Ein magnetisches Feld, das in der Richtung auf das leichte Fortpflanzen durch ein Material ausgerichtet ist, wird die Folge des Flugzeugs der geradlinigen Polarisation verursachen. Diese Faraday Wirkung ist eine der ersten Entdeckungen der Beziehung zwischen leichten und elektromagnetischen Effekten.

Optische Tätigkeit oder Folge sollten mit dem kreisförmig polarisierten Licht nicht verwirrt sein. Kreisförmig polarisiertes Licht wird häufig als eine geradlinige Polarisation präsentiert, die rotiert, weil sich das Licht fortpflanzt. Jedoch, in diesem Bild, rotiert die Polarisation völlig in einer Länge, die der Wellenlänge (ungefähr ein Mikrometer für das sichtbare Licht) gleich ist, und es kann im Vakuum geschehen. Im Gegensatz kommt optische Tätigkeit nur in einem Material vor, und eine ganze Folge kommt in einer Länge von Millimetern zu Metern abhängig vom Material vor.

• Eugene Hecht, Optik, 3. Hrsg., Addison-Wesley, 1998, internationale Standardbuchnummer 0-201-30425-2
• Akhlesh Lakhtakia, Beltrami Felder in Chiral Medien, Welt Wissenschaftlich, Singapur, 1994
• Nach und nach Tutorenkurs auf der Optischen Folge

Siehe auch

• spezifische Folge
• Circulardichroismus
• Doppelbrechung
• Polarisation
• Levorotation und dextrorotation
• Chirality (Chemie)
• Polarisation rotator