Optische rotatie

De optische rotatie, ook wel optische activiteit of soms circulaire dubbelbreking is eigendom van een aantal cirkels om de vector van een lichtstraal die door ze te draaien. De verbindingen induceren van een afwijking naar rechts van de vector zijn rechtsdraaiende genoemd. De verbindingen induceren van een afwijking van de vector naar links linkshandig genoemd.

De draaiing van de polarisatie van lineair gepolariseerd licht waargenomen aan het begin van de negentiende eeuw, waaronder Jean-Baptiste Biot, vóór de aard van de moleculen begrepen. Van polarimeters werden vervolgens gebruikt om de concentratie van suikers, zoals glucose meten in oplossing. Hun namen werden soms geassocieerd met deze, zoals dextrose, die polarisatie naar rechts draait.

Theorie

Het werd gemaakt door Augustin Fresnel, tien jaar na de opmerkingen van Jean-Baptiste Biot. Fresnel is vooral bekend om interferentie experimenten, waarvoor het definitief bevestigd de golf aard van het licht. Hij stelde ook de horizontale aard van de lichtgolf en de verschillende polarisaties, die worden beschreven in het artikel polarisatie.

Fresnel kon de optische draaiing leggen na het opmerken dat de twee cirkelvormige polarisaties zonder vervorming worden uitgezonden door de actieve media, de optische rotatie; maar wordt met twee verschillende brekingsindices uitgezonden, dat twee verschillende propagatie snelheden zeggen.

Fresnel opgemerkt dat het gebied van een lineair gepolariseerde golven is gelijk aan de som van twee velden in tegengestelde richting roteren elkaar, naar rechts of naar links, en amplitudes die gelijk zijn aan de helft dat van de oorspronkelijke gebied:

Inderdaad de componenten van rechtlijnige en loodrecht op de golfvoortplanting vlak steeds gelijk en tegengesteld en heffen elkaar daardoor; terwijl de onderdelen evenwijdig aan dit vlak zijn altijd gelijk aan de halve golfveld rechtlijnige en worden daarom toegevoegd realiseren gelijk Vector hierboven. Fresnel berekent daarom afzonderlijk de propagatie van de twee cirkelvormige golven, rechts en links, met verschillende indices. Bij de uitgang van gemiddelde dikte L, beide golven verschillende voortplantingstijden en een vertraging ten opzichte van elkaar een duur

en sinusoiden uit fase met een hoek

. Door de toevoeging van de twee gebieden van cirkelgolven doorgegeven aan de uitgang een lineair gepolariseerde golf wordt berekend worden gedraaid rond de voortplantingsrichting een hoek die de helft van de fasehoek:

Structurele oorsprong van de optische rotatie

Studies uitgevoerd in de negentiende eeuw bleek dat de optische rotatie begeleidt een asymmetrische microscopische structuur van de betrokken in de rangschikking van atomen tot een molecuul of kristal te vormen milieu; we praten over asymmetrie of chiraliteit ofwel moleculaire of kristallijn. Het basiselement van deze structuur is een ruimtelijke geometrische figuur asymmetrisch, dus het is niet bovenop zijn spiegelbeeld met. Beide structuren van elkaar zijn, maar niet over elkaar heen opbrengst draaiing in tegengestelde richting van het elektrische veld van lichtgolven, mits deze niet vermengd.

Wanneer deze asymmetrische moleculen of kristallen worden geproduceerd in chemische reacties, uitgaande van stroom en symmetrische moleculen, het chemische proces dan die aanvankelijk geen asymmetrie produceert altijd een mengsel van gelijke hoeveelheden van beide vormen beelden. Dit mengsel, racemisch genoemd, heeft geen optische rotatie. Aan het einde van de negentiende eeuw, Pasteur gelukt kristalliseren van een racemisch mengsel, scheidt de twee beelden structuren, sorteren visueel een voor een, kleine kristallen; en hij kreeg zo twee verschillende omgevingen, met tegengestelde rotaties.

Biologische organismen kunnen vaak moleculen van één object te produceren, wordt de optische draaiing waargenomen. Daarom is de optische draaiing van bijzonder belang voor biochemici.

  • Opmerking: Het is vaak benadert de draaiende polarisatie van het Faraday effect, magneto effect dat verder bestaat uit een rotatie van de lineaire polarisatie in een doorzichtig medium, wanneer blootgesteld aan een magnetisch veld. De Faraday effect kan effectief worden beschreven door de bovenstaande theorie ontwikkeld, met twee afzonderlijke indices en circulaire polarisaties voor de twee, rechter en linker. Maar de oorsprong van het verschil van de indices is volledig verschillend tussen deze twee fenomenen; in het Faraday effect is het gevolg van de werking van het magnetische veld op de koolstof- en elektromagnetische theorie wordt dan gebruikt om het verschil van de indices te berekenen.

Toepassingen

Voor een oplossing, de optische activiteit om de concentratie te meten door middel van de wet van Biot: α = .lc Waarbij α de optische draaiing van de oplossing in graden, het specifieke optische draaiing die zelf afhangt van de temperatuur, de gebruikte golflengte, en het specifieke oplosmiddel, de lengte van de tank in de concentratie c en decimeter in gram per milliliter.

In aanwezigheid van een magnetisch veld, alle moleculen optische activiteit. Er is dus een draaiing van de polarisatie van licht dat door een medium onder een magnetisch veld. Dit Faraday is een van de link als eerste ontdekkingen tussen licht en elektromagnetisme.