CCF20131104001

1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Zwykłe światło jest drganiem elektromagnetycznym. Jego drgania odbywają się prostopadle do kierunku biegu promienia w sposób nieuporządkowany. Jeśli drgania światła zostaną uporządkowane, tak aby zachodziły stale w jednej i tej samej płaszczyźnie, to takie światło nazywamy liniowo spolaryzowanym. Promień światła, którego drgania zachodzą tylko w jednej płaszczyźnie nazywa się promieniem spolaryzowanym, zaś płaszczyzna w której zachodzą drgania tego promienia nosi nazwę płaszczyzny drgań promienia spolaryzowanego, a płaszczyzna prostopadła do niej - płaszczyzny polaryzacji (Rys. 1). Polaryzacja światła zachodzi podczas odbicia promieni świetlnych od materiałów przezroczystych lub w czasie przechodzenia światła przez kryształy dwójłomne.

Jeżeli wiązka światła monochromatycznego pada na kryształ dwójłomny w kierunku różnym od kierunku jego osi optycznej, to ulega rozszczepieniu na dwa promienie spolaryzowane o jednakowym natężeniu, drgające w płaszczyznach do siebie prostopadłych. Promień stosujący się do prawa załamania światła (prawo Snelliusa) nazywa się promieniem zwyczajnym, drugi zaś, którego wartość współczynnika załamania zależy od kąta padania nazywa się promieniem nadzwyczajnym.

Najstarszym przyrządem służącym do uzyskiwania światła spolaryzowanego jest tzw. pryzmat Nicola, zwany krótko nikolem (Rys. 2). Pryzmat Nicola zbudowany jest z kryształu szpatu islandzkiego, którego boczne ściany zeszlifowane są pod kątem 68°. Kryształ ten przecięty jest wzdłuż krótszej przekątnej i sklejony przy pomocy balsamu kanadyjskiego. Światło monochromatyczne padające na nikol ulega rozszczepieniu na dwa promienie spolaryzowane liniowo, drgające w płaszczyznach prostopadłych do siebie i posiadające różne współczynniki załamania światła. Z tego też powodu poruszają się one w nikolu w różnych kierunkach i padają na płaszczyznę sklejenia pod różnymi kątami. Promień zwyczajny "z" pada pod kątem większym od granicznego. Ulega zatem całkowitemu wewnętrznemu odbiciu od warstwy balsamu kanadyjskiego i zostaje zaabsorbowany w obudowie nikola. Promień nadzwyczajny "n" pada na płaszczyznę sklejenia pod kątem mniejszym od granicznego, przechodzi przez warstwę balsamu kanadyjskiego i wychodzi na zewnątrz nikola.

Istnieje wiele ciał stałych i roztworów, które posiadają zdolność skręcania płaszczyzny polaryzacji. Substancje takie nazywa się optycznie aktywnymi (optycznie czynnymi). Zjawisko skręcania jest związane ze strukturą, a biorąc ściśle - z asymetrią cząsteczki lub kryształu. Brak środka symetrii w krysztale lub cząsteczce jest warunkiem koniecznym, ale niewystarczającym, do wystąpienia optycznej aktywności. Niektóre substancje optycznie czynne w stanie stałym (np. kwarc, LiRbS04, NaC103) mogą tracić zdolność do skręcania płaszczyzny polaryzacji po

-2-