Оптикалық бұрылу дисперсиясы: жарық толқын ұзындығына байланысты ортаның бұрылу өзгеруі. Органическая химияда қолданылады, молекула құрылымын анықтауға көмектеседі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Оптикалық айналу дисперсиясы – жарық толқын ұзындығына қатысты ортаның нақты айналуының өзгеруі. Әдетте Дрюдтің эмпирикалық қатынасы арқылы сипатталады:
Optical rotatory dispersion is the variation of the specific rotation of a medium with respect to the wavelength of light. Usually described Drude's empirical relation,
,
,
мұндағы [specific rotation] – температура T және толқын ұзындығы λ-дағы нақты айналу, ал A және B – ортаның қасиеттеріне байланысты тұрақты шамалар. Оптикалық айналу дисперсиясы органикалық химияда органикалық қосылыстардың құрылымын анықтау саласында қолданылады.
where is the specific rotation at temperature and wavelength , and and are constants that depend on the properties of the medium. Optical rotatory dispersion has applications in organic chemistry regarding determining the structure of organic compounds.
Жұмыс істеу қағидаттары
Ақ жарық поляризатордан өткенде, жарықтың айналу дәрежесі оның толқын ұзындығына байланысты болады. Қысқа толқын ұзындығы, бірлік қашықтықта, ұзын толқын ұзындығынан көбірек айналады. Жарықтың толқын ұзындығы оның түсін анықтайтындықтан, түтік арқылы қашықтыққа қарай түстің өзгеруі байқалады. Айналудың толқын ұзындығына тәуелділігі оптикалық айналу дисперсиясы деп аталады. Барлық материалдарда айналу толқын ұзындығына байланысты өзгереді. Бұл өзгеріске екі түрлі құбылыс себеп болады. Біріншісі, көп жағдайда айналудағы өзгерістердің басым бөлігін құрайды және оны қатаң түрде айналмалы дисперсия деп атауға болмайды. Бұл оптикалық белсенділіктің, шын мәнінде, дөңгелек екі сыну екендігімен байланысты. Яғни, оптикалық белсенді зат оң дөңгелек поляризацияланған жарықты сол дөңгелек поляризацияланған жарықтан өзгеше жылдамдықпен өткізеді. Бұл псевдодисперсиядан басқа, материалдың қалыңдығына тәуелді, оң және сол дөңгелек поляризацияланған жарықтың сыну көрсеткіштерінің толқын ұзындығына байланысты өзгеруіне байланысты нақты айналу дисперсиясы да бар. Оптикалық белсенді үлгі сіңіретін толқын ұзындығында екі дөңгелек поляризацияланған компонент әртүрлі деңгейде сіңіріледі. Бұл тең емес сіңіру дөңгелек дихроизм деп аталады. Дөңгелек дихроизм, түскен сызықтық поляризацияланған жарықтың эллипстік поляризациялануына әкеледі. Бұл екі құбылыс, обычайны сіңіру мен дисперсия сияқты, тығыз байланысты. Егер оптикалық айналу дисперсиясының толық спектрі белгілі болса, дөңгелек дихроизм спектрін есептеуге болады, және керісінше.
When white light passes through a polarizer, the extent of rotation of light depends on its wavelength. Short wavelengths are rotated more than longer wavelengths, per unit of distance. Because the wavelength of light determines its color, the variation of color with distance through the tube is observed. This dependence of specific rotation on wavelength is called optical rotatory dispersion. In all materials the rotation varies with wavelength. The variation is caused by two quite different phenomena. The first accounts in most cases for the majority of the variation in rotation and should not strictly be termed rotatory dispersion. It depends on the fact that optical activity is actually circular birefringence. In other words, a substance which is optically active transmits right circularly polarized light with a different velocity from left circularly polarized light. In addition to this pseudodispersion which depends on the material thickness, there is a true rotatory dispersion which depends on the variation with wavelength of the indices of refraction for right and left circularly polarized light. For wavelengths that are absorbed by the optically active sample, the two circularly polarized components will be absorbed to differing extents. This unequal absorption is known as circular dichroism. Circular dichroism causes incident linearly polarized light to become elliptically polarized. The two phenomena are closely related, just as are ordinary absorption and dispersion. If the entire optical rotatory dispersion spectrum is known, the circular dichroism spectrum can be calculated, and vice versa.
Хиралдылық
Молекуланың (немесе кристалдың) айналыңқы біртұтастығы мен айналыңқы дихроизмді көрсетуі үшін, ол өзінің көлеңкесінен ерекшеленуі керек. Көлеңкесімен бірдей бола алмайтын объект хиральды деп аталады, ал оптикалық айналу дисперсиясы мен айналыңқы дихроизм хироптикалық қасиеттер деп аталады. Көптеген биологиялық молекулаларда бір немесе бірнеше хиральдық орталықтар болады және ферменттер катализдейтін трансформацияларға түседі, олар осы орталықтардың біреуінде немесе бірнешеуінде хиральдылықты сақтайды немесе өзгертеді. Ал басқа ферменттер әрқашан жоғары ерекшелікпен жаңа хиральдық орталықтар жасайды. Осы қасиеттер оптикалық айналу дисперсиясы мен айналыңқы дихроизмнің органикалық және бейорганикалық химияда және биохимияда кеңінен қолданылатынын түсіндіреді. Магниттік өрістердің болмауы жағдайында, тек хиральды заттар ғана оптикалық айналу дисперсиясы мен айналыңқы дихроизмді көрсетеді. Магниттік өріс болғанда, тіпті хиральдылығы жоқ заттар да поляризацияланған жарық жазықтығын айналдырады, бұл Майкл Фарадей көрсеткендей. Магниттік оптикалық айналу Фарадей эффектісі деп аталады, ал оның толқын ұзындығына тәуелділігі магниттік оптикалық айналу дисперсиясы деп аталады. Жұтылу аймақтарында магниттік айналыңқы дихроизм байқалады.
In order for a molecule (or crystal) to exhibit circular birefringence and circular dichroism, it must be distinguishable from its mirror image. An object that cannot be superimposed on its mirror image is said to be chiral, and optical rotatory dispersion and circular dichroism are known as chiroptical properties. Most biological molecules have one or more chiral centers and undergo enzyme catalyzed transformations that either maintain or invert the chirality at one or more of these centers. Still other enzymes produce new chiral centers, always with a high specificity. These properties account for the fact that optical rotatory dispersion and circular dichroism are widely used in organic and inorganic chemistry and in biochemistry. In the absence of magnetic fields, only chiral substances exhibit optical rotatory dispersion and circular dichroism. In a magnetic field, even substances that lack chirality rotate the plane of polarized light, as shown by Michael Faraday. Magnetic optical rotation is known as the Faraday effect, and its wavelength dependence is known as magnetic optical rotatory dispersion. In regions of absorption, magnetic circular dichroism is observable.