В оптике оптическая вращательная дисперсия — это изменение удельного вращения среды относительно длины волны света . Обычно описывается эмпирическим соотношением немецкого физика Пауля Друде : [1]
где — удельное вращение при температуре и длине волны , а и — константы, зависящие от свойств среды.
Оптическая вращательная дисперсия применяется в органической химии для определения структуры органических соединений. [2]
Когда белый свет проходит через поляризатор , степень вращения света зависит от его длины волны . Короткие длины волн вращаются больше, чем длинные, на единицу расстояния. Поскольку длина волны света определяет его цвет, наблюдается изменение цвета с расстоянием через трубку. [ требуется ссылка ] Эта зависимость удельного вращения от длины волны называется оптической вращательной дисперсией. Во всех материалах вращение изменяется в зависимости от длины волны. Изменение вызвано двумя совершенно разными явлениями. Первое в большинстве случаев объясняет большую часть изменения вращения и не должно строго называться вращательной дисперсией. Оно зависит от того факта, что оптическая активность на самом деле является круговым двулучепреломлением . Другими словами, вещество, которое является оптически активным, пропускает правый кругово поляризованный свет со скоростью, отличной от скорости левого кругово поляризованного света.
Помимо этой псевдодисперсии, которая зависит от толщины материала, существует истинная вращательная дисперсия, которая зависит от изменения в зависимости от длины волны показателей преломления для правого и левого кругово поляризованного света.
Для длин волн, которые поглощаются оптически активным образцом, два кругово поляризованных компонента будут поглощаться в разной степени. Это неравное поглощение известно как круговой дихроизм . Круговой дихроизм заставляет падающий линейно поляризованный свет становиться эллиптически поляризованным . Эти два явления тесно связаны, так же как обычное поглощение и дисперсия. Если известен весь спектр оптической вращательной дисперсии, можно рассчитать спектр кругового дихроизма, и наоборот.
Для того чтобы молекула (или кристалл) проявляла круговое двойное лучепреломление и круговой дихроизм, она должна быть отличима от своего зеркального изображения . Объект, который не может быть наложен на свое зеркальное изображение, называется хиральным , а оптическая вращательная дисперсия и круговой дихроизм известны как хироптические свойства.
Большинство биологических молекул имеют один или несколько хиральных центров и подвергаются ферментативным превращениям , которые либо сохраняют, либо инвертируют хиральность в одном или нескольких из этих центров. Другие ферменты производят новые хиральные центры, всегда с высокой специфичностью. Эти свойства объясняют тот факт, что оптическая вращательная дисперсия и круговой дихроизм широко используются в органической и неорганической химии, а также в биохимии.
В отсутствие магнитных полей только хиральные вещества проявляют оптическую вращательную дисперсию и круговой дихроизм. В магнитном поле даже вещества, не обладающие хиральностью, вращают плоскость поляризованного света, как показал Майкл Фарадей . Магнитное оптическое вращение известно как эффект Фарадея , а его зависимость от длины волны известна как магнитная оптическая вращательная дисперсия. В областях поглощения наблюдается магнитный круговой дихроизм.
![{\displaystyle [\alpha ]_{\lambda }^{T}=\sum _{n=0}^{\infty }{\frac {A_{n}}{\lambda ^{2}-\lambda _{n}^{2}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/36f6c8b100f8eb81cb18e2d4ad3e1bb955f5a219)
![{\displaystyle [\альфа]_{\лямбда}^{T}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d9e07055346ea7bf6d0866f3117775e36fb87c94)
