A cirkuláris dikroizmus és a cirkuláris kettőstörés együttes hatása síkban poláros hullámra

A gyakorlatban ritka eset, hogy egy anyag egy adott hullámhosszúságú fényre nézve csak cirkuláris dikroizmust mutasson, de cirkuláris kettőstörést ne, vagy hogy csak cirkuláris kettőstörést mutasson, de cirkuláris dikroizmust ne.

Az alábbi animáció azt mutatja be, mi történik, ha egy síkban poláros fénysugarat (világoskékkel jelölve) olyan anyagon bocsátunk át, amely cirkuláris dikroizmust és cirkuláris kettőstörést egyaránt mutat. Akárcsak az előző két oldalon, itt is pirossal és zölddel jelöltük a síkban poláros fény két cirkuláris összetevőjét. A piros komponens itt is változatlanul halad át az anyagon, a zöld komponensre nézve viszont az anyagnak elnyelése és törésmutatója is van.

Itt is elhelyeztünk egy-egy metszősíkot az anyagminta előtt és után, és a síkoknak a fénysugárral alkotott metszéspontjában berajzoltuk az egyes hullámokhoz tartozó térerősségvektorokat. Az alábbi képen a két metszősík szembőlnézeti képét látjuk, bal oldalon az anyagminta előtti, jobb oldalon az anyagminta utáni képet:

Ahogyan az előző két oldal eredményei alapján sejthettük, itt a beeső fény kétféle módosuláson is átesik: a cirkuláris dikroizmus következtében elliptikusan polárossá válik, a cirkuláris kettőstörés következtében pedig polarizációja elfordul. Mivel a kijövő fény már nem síkban poláros, ezért nem a polarizáció síkja fordul el, hanem az elliptikusan poláros fény ellipszisének nagytengelye.

A kijövő fény elliptikussága attól függ, mekkora a különbség az anyagnak a jobbra és a balra cirkulárisan poláros fényre mutatott elnyelése között, az ellipszis nagytengelyének az eredeti fény polarizációs síkjához viszonyított elfordulása pedig attól, mekkora a különbség az anyagnak a jobbra és a balra cirkulárisan poláros törésmutatója között.

Megfelelő műszerrel megmérhetjük mind az ellipticitást, mind az elfordulás mértékét, s ebből ki tudjuk számítani az elnyelés-, ill. a törésmutató-különbség értékét.

A cirkuláris dikroizmust és a cirkuláris kettőstörést az anyag molekuláris szerkezetének aszimmetriája okozza. A biológiai makromolekulák oldatainak optikai aktivitásából következtethetünk a makromolekulák szerkezeti jellemzőire. Erről részletesebben a biológiai makromolekulák spektroszkópiájával foglalkozó szakirodalomban olvashatunk.

[Előző]

Vége!

Hogyan készültek ezek az animációk?