Большая Советская энциклопедия II

ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

способность среды вызывать Вращение плоскости поляризации проходящего через неё оптического излучения (См. Оптическое излучение) (света). Впервые обнаружена в 1811 Д. Ф. Арагов кварце. В 1815 Ж. Б. Био открыл О. а. чистых жидкостей (скипидара), а затем растворов и паров многих, главным образом органических, веществ. Он же установил (см. Био закон), что: 1) угол φ поворота плоскости поляризации линейно зависит от толщиныlслоя активного вещества (или его раствора) и концентрациисэтого вещества — φ = [α]lc(коэффициент [α] называется удельной О. а.); 2) поворот в данной среде происходит либо по часовой стрелке (φ > 0), либо против неё (φ < 0), если смотреть навстречу ходу лучей света. Соответственно Оптически-активные вещества, проявляющие естественную О. а. (О. а., не вызываемую наличием внешних полей), разделяют на правовращающие [положительно вращающие, (d), φ > 0] и левовращающие [отрицательно вращающие, (l), φ < 0]. Это условное деление применимо в широких интервалах длин волн излучения. Оно теряет смысл лишь вблизи полос собственного (резонансного) поглощения среды; в 1896 французский учёный Э. Коттон обнаружил, что в одном и том же веществе φ имеет различные знаки по разные стороны от полос резонансного поглощения (см. Поглощение света).
Некоторые вещества оптически активны лишь в кристаллическом состоянии (кварц, киноварь и пр.), так что их О. а. есть свойство кристалла в целом; для них удельная О.а. обозначается просто α и формула Био записывается в виде φ =αl. Другие вещества активны в любом агрегатном состоянии; это означает, что их О. а. определяется свойствами отдельных молекул. Удельная О. а. зависит не только от рода вещества, но и от агрегатного состояния, температуры, давления, типа растворителя и т.д. Типичные значения [α] вград/дм·г/см3: 66,473+0,0127с(раствор сахарозы в воде); 14,83—0,146с(виннокаменная кислота в воде); –3,068+0,08959си –5,7 (яблочная кислота в воде и ацетоне соответственно); –37 (скипидар в воде); 40,9+0,135с(камфора в этиловом спирте). Здесьс— концентрация растворённого вещества вгна 100см3раствора. Первые две величины верны в интервалах концентраций 0—50, [α] для камфары — в интервале 10—50, остальные — при любой концентрации (если вообще зависят от неё). Эти значения приведены для стандартных условий: длины волны света 589,3нм(D-линия натрия) и температуры 20 °С.
От естественной О. а. отличают искусственную, или наведённую, О. а., проявляющуюся лишь при помещении оптически неактивного вещества в магнитное поле (Фарадея эффект; см. также Верде постоянная). Знак вращения в эффекте Фарадея зависит как от магнитных свойств среды (парамагнитна она, диамагнитна или ферромагнитна), так и от того, вдоль поля или против него распространяется излучение. Это связано с особым характером магнитного поля (определяющие его величины являются псевдовекторами, или осевыми векторами (См. Осевой вектор)). Если линейно-поляризованный свет, прошедший через слой вещества с естественной О. а., отражается и проходит через тот же слой в обратном направлении, восстанавливается исходная поляризация, тогда как в среде с наведённой О. а. в аналогичном опыте угол поворота удвоится.
Феноменологическую (макроскопическую) теорию О. а. предложил в 1823 О. Ж. Френель, объяснивший О. а. различием преломления показателей (См. Преломления показатель) средыn+иn–для право- и левополяризованных по кругу световых волн. (Волну линейно-поляризованного света всегда можно представить как совокупность двух право- и левополяризованных по кругу волн равной интенсивности; см. Поляризация света.) Полученное Френелем выражение имеет вид φ = π·l/λ(n+–n–), где λ — длина волны излучения в вакууме; т. о., φ может быть значительным даже при очень малом различииn+иn–, еслиl, как это обычно, бывает много больше λ. Этим объясняется чрезвычайно высокая чувствительность методов, основанных на измерении О. а. (например, при определении различий в показателе преломления в 10 000 раз точнее самых точных измерений с помощью Интерферометров).
Развитие теории О. а. тесно связано с изучением её дисперсии — зависимости α (или [α]) от λ. Ещё Био установил, что в исследованных им случаях α тем меньше, чем больше λ (φ Оптическая активность λ–2). Такая дисперсия характерна для т. н. нормальной О. а. — вдали от длин волн λ0, на которых в оптически-активном веществе происходит резонансное поглощение. Эме Коттон, изучавший О. а. для излучений с λ, близкими к λ0, обнаружил аномальную О. а. — увеличение α с ростом λ, а также различие поглощения показателей (См. Поглощения показатель) при этих длинах волн для право- и левополяризованных по кругу лучей — т. н. круговой дихроизм, или эффект Коттона. Вследствие кругового дихроизма вблизи полос собственного поглощения не только поворачивается плоскость поляризации света, исходно поляризованного линейно, но и одновременно этот свет превращается в эллиптически-поляризованный.
Исследования О. а. показали, что дляобъяснения О. а. существен учёт изменения поля световой волны на расстояниях порядка размеровамолекулы (иона) вещества. (При описании многих др. оптических явлений таким изменением можно пренебречь, т.к.а/λ Оптическая активность 10–3, но как раз этот параметр определяет различие междуn+иn–.) Одним из решающих этапов выяснения природы О. а. явилось открытие Л. Пастером в 1848 оптических антиподов-веществ, неразличимых по всем физическим (и многим химическим) свойствам, кроме направления вращения плоскости поляризации (отличаясь знаками, удельные О. а. двух антиподов равны по абсолютной величине). Оказалось, что оптические антиподы (кристаллические решётки в кристаллах, отдельные молекулы в аморфных, жидких и газообразных оптическиактивных веществах — такие молекулы называются оптическими изомерами) являются зеркальными отражениями (См. Зеркальное отражение) друг друга, так что никакими перемещениями и поворотами в пространстве не могут быть совмещены один с другим при полном тождестве образующих их элементов. Для молекул каждого из оптических изомеров характерна пространственная асимметрия — они не имеют плоскости зеркальной симметрии и центра инверсии (см. Изомерия, Стереохимия, Энантиоморфизм).
Теория О. а. молекулярных паров в рамках классической электронной теории (см. Лоренца - Максвелла уравнения) была разработана в 1915 М. Борном и независимо шведским физиком К. В. Озееном, которые показали, что наряду с асимметрией молекул следует учитывать несинфазность микротоков, наведённых полем световой волны в разных частях молекул (при всей малости α/λ). Квантовую теорию О. а. паров построил в 1928 бельгийский учёный Л. Розенфельд. И в этой, более строгой с позиций современной науки теории рассматриваются процессы, связанные с конечным размером молекул (происходящие на расстояниях Оптическая активностьа). Для объяснения О. а. оказалось необходимым учитывать как электрический, так и магнитный дипольные моменты, наводимые в молекуле полем проходящей волны. Теория О. а. молекулярных сред, активных лишь в кристаллической фазе, тесно связана с теорией Экситонов, т.к. О. а. этих кристаллов определяется характером волн поляризации в них. О теории наведённой О. а. см. Магнитооптика,Фарадея эффект. Современные теории О. а. качественно правильно описывают это явление, однако количественная теория дисперсии О. а. сталкивается со значительными трудностями в связи со сложностью изучаемых объектов.
О. а. обнаруживают широкие классы веществ, в особенности органических. Характер дисперсии О. а. весьма чувствителен к различным факторам, определяющим внутри- и межмолекулярные взаимодействия. Поэтому методы, основанные на измерении О. а., широко используются в физических, химических, биологических и др. научных исследованиях и в промышленности (см. Поляриметрия,Сахариметрия).
Лит.:Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. — Л., 1951; Mathieu J. P. Activit_e optique naturelle, в кн.: Encyclopedia of Physics (Handbuch des Physik), v. 28, В. — [а. о.], 1957.
С. Г. Пржибельский.

  1. оптическая активность—ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ способность среды вызывать вращение плоскости поляризации iпроходящего через не оптического излучения iсвета. Впервые обнаружена в Д. Ф. Араго iв к...Большая советская энциклопедия
  2. оптическая активность—способность вещества вызывать вращение плоскости поляризации линейнополяризованного света определение О. а. биологических жидкостей используется при клинических биохимиче...Большой медицинский словарь
  3. оптическая активность—optical activity...Большой русско-английский словарь биологических терминов
  4. оптическая активность—optische Aktivitt f...Большой русско-немецкий медицинский словарь
  5. оптическая активность—способность некрых веществ наз. оптически активными вызывать поворот плоскости поляризацииi проходящего через них света. О. а. обладают некрые кристаллы в т. ч. и не обна...Большой энциклопедический политехнический словарь
  6. оптическая активность—свойство некоторых веществ вызывать вращениеплоскости поляризации проходящего через них плоско поляризованного света.Оптически активные вещества бывают двух типов. У веще...Большой энциклопедический словарь II
  7. оптическая активность—ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ свойство некоторых веществ вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через них плоско поляризованного света. Оптически активные вещества б...Большой энциклопедический словарь III
  8. оптическая активность—ОПТИЧЕСКАЯ активность свойство некоторых веществ вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через них плоско поляризованного света. Оптически активные вещества ...Большой Энциклопедический словарь V
  9. оптическая активность—свойство некрых вв вызывать вращение плоскости поляризацииi проходящего через них плоскополяризованного света. Оптически активные вва бывают двух типов. У вв первого типа...Естествознание. Энциклопедический словарь
  10. оптическая активность—способность среды вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через не света. Впервые обнаружена французским учным Д. Араго в кварце в в французский физик Ж.Б. ...Иллюстрированный энциклопедический словарь
  11. оптическая активность—способность вещества вызывать вращение плоскости поляризации линейнополяризованного света определение О. а. биологических жидкостей используется при клинических биохимиче...Медицинская энциклопедия
  12. оптическая активность—ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬstrong свойство некоторых химических соединений в растворах а также некоторых кристаллов и прозрачных веществ под действием сильного магнитного поля ...Научно-технический энциклопедический словарь
  13. оптическая активность—activit optique...Политехнический русско-французский словарь
  14. оптическая активность—optical activity...Русско-английский медицинский словарь
  15. оптическая активность—optical activity optical activity...Русско-английский политехнический словарь
  16. оптическая активность—optical activity...Русско-английский словарь по физике
  17. оптическая активность—optical activity...Русско-английский словарь по электронике
  18. оптическая активность—optical activity...Русско-английский химический словарь
  19. оптическая активность—attivit ottica...Русско-итальянский медицинский словарь
  20. оптическая активность—attivit ottica...Русско-итальянский политехнический словарь
  21. оптическая активность—оптикалы белсендлк...Русско-казахский терминологический словарь «Биология»
  22. оптическая активность—optische Aktivitt...Русско-немецкий политехнический словарь
  23. оптическая активность—optische Aktivitt...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
  24. оптическая активность—optische Aktivitt...Русско-немецкий химический словарь
  25. оптическая активность—activit optique...Русско-французский словарь по химии
  26. оптическая активность—optick aktivita...Русско-чешский словарь
  27. оптическая активность—оптическая активность способность вещества вызывать вращение плоскости поляризации линейнополяризованного света определение О. а. биологических жидкостей используется пр...Словарь медицинских терминов
  28. оптическая активность—ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ способность среды вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через не света. Впервые обнаружена французским учным Д. Араго в кварце в в ф...Современная энциклопедия
  29. оптическая активность—ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ свойство некоторых веществ вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через них плоско поляризованного света. Оптически активные вещества б...Современный энциклопедический словарь
  30. оптическая активность—способность среды вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через не оптического излучения света. Впервые обнаружена в франц. учным Д. Ф. Араго в кварце. В фр...Физическая энциклопедия
  31. оптическая активность—способность вва твердого жидкого или газавращать плоскость поляризации проходящего через него света. Такие вва наз. оптически активными. Поворот происходит либо вправо по...Химическая энциклопедия
  32. оптическая активность—ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ свойство некоторых веществ вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через них плоско поляризованного света. Оптически активные вещества ...Энциклопедический словарь естествознания