Поляризованный свет и направление электрического пол

Поляризация флуоресценции. Важной характеристикой фотолюминесценции является поляризация флуоресценции. Каждую молекулу можно рассматривать как колебательный контур — элементарный осциллятор, который способен поглощать и испускать излучение не только вполне определенной частоты, но и с определенной плоскостью колебания. Если на вещество падает поляризованный свет, то он преимущественно возбуждает те молекулы, в которых направление колебания осциллирующих диполей совпадает с направлением электрического вектора возбуждающего светового пучка. Поэтому несмотря на то что молекулы в растворе ориентированы хаотично, возбуждению подвергаются лишь те из них, которые обладают соответствующей ориентацией. Если.время жизни возбужденного состояния велико по сравнению со временем, необходимым для дезориентации молекул вследствие вращения, этот процесс дезориентации происходит еще до того, как появится заметная флуоресценция. Если же скорость вращательного движения мала по сравнению со временем жизни возбужденного состояния, то свет флуоресценции испускается до завершения дезориентации. При этом осцилляторы, ответственные за флуоресцентное излучение, ориентированы в той же плоскости, в которой они были ориентированы в момент поглощения, так что флуоресцентное излучение оказывается частично поляризованным. В очень вязких растворителях даже малые молекулы могут сохранять ориентацию за время испускания флуоресценции. Крупные молекулы, такие, как белки, сохраняют свою ориентацию в течение периода времени, который достаточно велик по сравнению со временем испускания флуоресценции, поэтому их флуоресценция частично поляризована. Степень поляризации флуоресценции определяется по формуле [c.56]

Как уже отмечалось, роль ауксохромов, обычно усиливающих окраску, сводится к поляризации хромофора, в результате чего электрический момент диполя молекулы возрастает, а перенос электрона квантом света облегчается. Однако многое зависит от того, в какую часть хромофора вступит ауксохром. В результате чего он может сильно поляризовать хромофор, поляризовать слабо или же деполяризовать его (изменить направление электрического момента диполя и направления переноса электронов). [c.272]

Поляризованная люминесценция в растворах может наблюдаться при возбуждении не только поляризованным, но и естественным светом. Наибольшая поляризация имеет место, если наблюдение ведется в направлении, перпендикулярном к направлению возбуждающего пучка света. Флуоресценция в этом случае частично поляризована в направлении, перпендикулярном к возбуждающему пучку, так как в этом случае наблюдаемая флуоресценция преимущественно возбуждается компонентой электрического вектора возбуждающего света, которая перпендикулярна к направлению наблюдения. [c.333]

Еше один способ, позволяющий проследить за кристаллизацией, — это двойное лучепреломление. Это явление обычно наблюдается у кристаллов и сводится к расщеплению светового луча, падающего на поверхность, на два преломленных луча, скорость прохождения которых через среду различна. Эти два луча поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это означает, что показатель преломления кристалла зависит от плоскости поляризации света, точнее говоря, от направления, электрического вектора в электромагнитной волне. [c.124]

Если рассеивающие частицы изотропны, то индуцируемый дипольный момент параллелен направлению электрического вектора падающего света и пропорционален поляризующему полю [c.393]

Флуоресцентное излучение сложных молекул (в частности красителей) поляризовано даже при естественном падающем свете. Теория поляризации люминесценции разработана Вавиловым и Феофиловым. Возбуждающий свет поглощается молекулами, определенным образом ориентированными по отношению к электрическому вектору световой волны. После поглощения энергия излучается в результате другого электронного перехода, которому отвечает, вообще говоря, иная поляризация в молекуле, т. е. иное направление переходного диполя. Если время жизни возбужденного состояния, т. е. время передачи энергии, мало по сравнению с временем переориентации молекулы, то люминесценция поляризована. Степень поляризации выражается величиной [c.145]

На рис. 14 показана схема типичного поляризационного микроскопа. Анализатор и поляризатор могут поляризовать проходящий через них свет. В современных приборах используются поляроиды, но раньше применяли призмы Николя из прозрачного кальцита. Свет, проходящий через оптически анизотропный кристалл, например кристалл кальцита, в любом направлении, исключая направления оптических осей (см. далее), расщепляется на два компонента, электрические векторы которых колеблются в двух взаимно перпендикуляр- [c.46]

На рис. Х.З схематично показано, как для какой-то заданной частоты рассеянного молекулой света экспериментально определяется его поляризация. Пусть молекула находится в начале системы координат. Электрический вектор падающего на молекулу в направлении оси X электромагнитного излучения S п осциллирует, как показано на рис. Х.З, параллельно оси г, т. е. излучение плоско поляризовано, как это имеет место в современных схемах возбуждения спектров КР с помощью лазеров. Рассеянное под прямым углом (в направлении оси у) излучение направляется в щель 5 [c.212]

Если молекулы растворенного вещества возбуждаются на низший возбужденный синглетный уровень, то моменты перехода поглощения и флуоресценции совпадают. Флуоресценция наблюдается вдоль оси, перпендикулярной направлению облучения, и ее осциллирующее электрическое поле поляризовано преимущественно параллельно направлению поляризации возбуждающего света, (рис. 6). С другой стороны, если молекулы возбуждаются в более высокие синглетные состояния с моментом перехода, перпендикулярным моменту перехода на низший возбужденный уровень, то флуоресценция имеет преимущественно перпендикулярную поляризацию к поляризации поглощаемого света. [c.1831]

Взаимосвязь между двойным лучепреломлением и поляризацией может быть рассмотрена на примере кальцита, который обнаруживает сильное двойное лучепреломление. Ось кристалла кальцита является осью симметрии 3-го порядка, а завершенный кристалл является ромбоэдром, как показано на рис. 9-7 и 9-8. Если часть кристалла, показанную на рис. 9-7, отрезать, через нее можно наблюдать двойное изображение, появляющееся как двойное параллельное изображение, что показано на рис. 9-8, так как свет распространяется в кристалле с двумя различными скоростями. В кальците плоскость СОз -иона расположена перпендикулярно оси кристалла. Электроны этого иона поляризуются легче в плоскости иона, чем в направлении, перпендикулярном ей. Поэтому луч света, в котором плоскость колебания электрического вектора лежит в плоскости СО -иона, видит больший показатель преломления, чем луч, в котором плоскость колебания электрического вектора расположена перпендикулярно плоскости иона. В результате этой анизотропии кристалла свет, входящий в него (вначале имеющий круговую форму распределения направления колебания электрического [c.306]

В одноосных структурах свет, поляризованный в двух взаимно перпендикулярных направлениях, распространяется с разной скоростью. Во многих смектических и нематических жидких кристаллах скорость света, распространяющегося перпендикулярно молекулярным слоям, меньше скорости света, идущего параллельно им. Вещества, обладающие этим свойством, называют оптически положительным. Холестерические структуры ведут себя как оптически отрицательные одноосные кристаллы, т. е. скорость распространения света перпендикулярно молекулярным слоям максимальна. Если скорость распространения света в жидком кристалле одинакова в двух разных направлениях, кристаллы называются двухосными. Для обнаружения жидких кристаллов широко применяется метод двойного лучепреломления. Пучок белого света, у которого вектор напряженности электрического поля колеблется хаотически во всех направления падая на поверхность образца, обладающего двойным лучепреломлением. гается на две составляющие, поляризованные во взаимно перпендикулярных направлениях и распространяющихся с разной скоростью. Углы преломления этих составляющих различаются, а при выходе из образца они идут параллельно, но поляризованы во взаимно перпендикулярных направлениях. Двойное лучепреломление характерно для обычных и жидких кристаллов. [c.47]

Интенсивность рассеянного когерентного релеевского излучения, согласно предыдущему, зависит, во-первых, от степени упорядоченности расположения рассеивающих моле ул, а, во-зторых, от величины индуцированных моментов в отдельной молекуле, т. е. от поляризуемости а. Временные колебания плотности, вызывающие появление рассеянного света, уже не люгут объяснить дальнейшее явление, состоящее в том, что если падающий световой луч линейно поляризован, то луч, испытавший преломление, остается полностью поляризованным, а рассеянный свет — частично деполяризован. Для объяснения такой деполяризации рассеянного света приходится отказаться от сделанного ранее (стр. 55 и 69) упрощающего предположения о том, что внутри молекулы ее поляризуемость изотропна, т. е. что поляризуемость во всех направлениях одинакова. Уже не в каждой молекуле индуцируется момент, пропорциональный силе возбуждающего поля, .. = аЕ, совпадающий с направлением поля. Если бы это было так, то колебания молекулы происходили бы только в направлении электрического поля — падающего света, и излучение, перпендикулярное к направлению колебаний, было бы полностью поляризовано. Если же поляризуемость в молекуле не во всех направлениях одинакова, т. е. анизотропна, то молекула уже не колеблется в направлении возбуждающей силы и излучение содержит также свет, у которого направление элгктрических колебаний перпендикулярно к возбуждающему полю, т. е. рассеянный свет содержит в большей или меньшей степени колебания, параллельные направлению падения возбуждающего света. Поэтому рассеянный свет является смесью поляризованного и возникшего вследствие деполяризации естественного света, как это в действительности и наблюдается. Итак, для объяснения деполяризации рассеянного света мы должны принять анизотропию поляризуемости. Это значит, что в направлениях трех взаимно перпен- [c.91]

Молекулы, из которых состоит люминесцирующее вещество, как аравило, оптически анизотропны, т. е. по разным направлениям они обладают разными оптическими свойствами и на них по-разному действует электрический вектор возбуждающего света. При некоторых направлениях электрического вектора свет поглощается молекулой, при других — не поглощается. Соответственно и электрический вектор света люминесценции, испускаемого такой молекулой, тоже имеет определенное направ ление, т. е. люминесценция поляризована. Эти направления в молекуле, зависящие от ее структуры, называют направлениями поглощающих и излучающих осцилляторов. [c.332]

Молекула красителя с постоянным электрическим дипольным моментом, в среде неполярного растворителя при помещении раствора в постоянное электрическое поле, претерпевает статистическую ориентацию. Направления моментов перехода молекулы по отношению к направлению постоянного момента легко определяются с помощью поляризованного света, проходящего перпендикулярно к полю. Этот метод был впервые использован в работе [28] для доказательства того, что длинноволновая пблоса л-нитро-зодиметиланилина поляризуется параллельно направлению постоянного дипольного момента молекулы. Впоследствии подобные исследования были выполнены для большого ряда аналогичных полярных молекул [29]. [c.1828]

Соответственно этому колебания вектора электрической поляризации освещаемых частиц (их дипольных моментов) также происходят одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Обе эти компоненты осциллир /ющего диполя излучают электромагнитные волны одновременно. В таком случае пространственное распределение интенсивности излучения получается суммированием излучений каждой компоненты. В итоге диаграмма направленности светорассеяния становится симметричной относительно направления падения луча света (рис. 3.133). Вперед и назад излучение максимально и не поляризовано. В перпендикулярном направлении оно в два раза слабее, но полностью поляризовано. В произвольном направлении рассеивается частично поляризованный свет. [c.746]

Приемниками света в таких методах слун ат фотоэлементы или фотоэлектронные умножители. Перед входом приемника помещается поляризующее устройство (призма Николя или поляроид) оно ориентируется вначале так, чтобы электрический вектор пропускаемого света имел определенное (в большинстве случаев — вертикальное) направление, а затем поворачивается на 90° (электрический вектор становится горизонтальным). Показания ириемника при этих двух положениях николя соответственно равны и /д. Удобнее с помощью двупреломляющей призмы (нанример, призмы Волластона) разде.пить в пространстве взаимно перпендикулярно поляризованные компоненты светового потока и одновременно подавать их на два фотоумножителя. Необходимо при этом тщательно корректировать или учитывать различную чувствительность и другие свойства приемников. В последнее время онисан ряд установок такого типа [6а, 66]. При измерении с.пабых световых потоков сигнал с фотоумножителя подает- [c.336]

Фактически правило сложения компонентов циркулярно-поляризованного света с противоположным направлением вращения электрического вектора позволяет использовать при измерении этих разностей плоско-поляризо-ванный свет (см. гл. 3). [c.23]

Правила отбора по симметрии определяют поляризацию элек тронного перехода. Из всего вышесказанного видно, что каждьи электронный переход может быть разрешен не для всех составляю щих оператора дипольного момента. Следовательно, если молекул закреплена в пространстве, поглощаться ею будут только опреде ленным образом направленные колебания электромагнитного излу чения. Если освещать поглощающее вещество линейно поляризо ванным светом, поглощать данную длину волны будут только п молекулы, разрешенное направление перехода в которых совпа дает с направлением колебаний электрического вектора излучения [c.30]

Молекула, которая имеет разрешенный переход с энергией возбуждения, удовлетворяющей квантовому условию АЕ = /гу, не поглощает свет с частотой V, если направление осциллирующего электрического поля излучения не совпадает с направлением момента перехода. В результате я—>-п -перехода электронный заряд в этилене смещается вдоль двойной связи от центра к углеродным атомам, а электрический дипольный момент перехода направлен или поляризован вдоль углерод-углеродной связи. Излучение, имеющее энергию, необходимую для я — я -перехода этилена (162 нм, 61 700 см ) и распространяющееся в направлении оси г, может быть поляризовано по оси д или у, или содержать обе эти поляризации. Однако в случае этиленовой молекулы, [c.1825]

Эллиптически поляризованный свет получается при сложении двух пло-скополяризованных волн одной и той же частоты, распространяющихся в одном и том же направлении. Эти волны, однако, поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях и сдвинуты друг относительно друга по фазе. В фиксированный момент времени длины электрических векторов описываются следующими уравнениями [c.14]

Поляризованный свет. При изучении оптических свойств кристалла мы наблюдаем явления, обусловленные волновой природой света. Свет представляет собой поперечные электромагнитные волны. Вследствие поперечности колебаний световые волны обладают векторным свойством, так называемой поляризацией. Обычный свет, излучаемый солнцем или лампой, представляет собой смесь различных поперечных волн, колебания которых происходят во всевозможных плоскостях. Однако свет можно поляризовать, и тогда все колебания в луче будут происходить в одной плоскости. Ранее плоскость поляризации луча определяли как плоскость такого падения, при котором отражается наибольшее количество поляризованного света. Эта плоскость перпендикулярна к вектору электрических колебаний, который, как это теперь стало известно, обусловливает фотохимическое действие света таким образом, плоскость колебаний поляризованного света определяется направлением вектора электрических колебаний. Вуд [65а] употребляет термин плоскость поляризации как синоним понятия плоскость колебаний это очень удачный термин, но он употребляется не во всех работах по минералогии и петрографии. [c.243]

Для качественных задач, а также, когда возбуждающий свет достаточно постоянен, и для количественных целей состояние поляризации линий гораздо проще определяется при использовании не одной, а двух последовательных экспозиций. Простей-шим методом, позволяющим легко различать сильно поляризо- I ванные и сильно деполяризованные линии, является метод, опи-( санный Эдзаллом и Вильсоном [143]. Одна экспозиция делается 1 при надетой на кювету трубке поляроида, ориентированного на пропускание лучей, электрический вектор которых колеб-лется пэраллельно оси кюветы. Таким образом, в свете, рассеянном перпендикулярно к направлению падающего излучения, полностью поляризованные линии будут отсутствовать, а интенсивность частично деполяризованных линий будет зависеть от сте-пеии деполяризации. Вторая экспозиция делается без поляро-идной трубки, а интенсивность возбуждающего излучения умень- [c.161]

Для измерений оптического вращения не нужно знать направление, в котором призма будет пропускать линейно поляризованный свет, если не имеется в виду проводить исследование. влияния электрического или переменного магнитного поля на вращательную способность. Это направление желательно знать в том случае, если перед поляризатором Поставлен монохроматор 217). Направление диагональной плоскости внутри поляризующей призмы не дает для этого необходимых данных. Нетрудно, однако, вынуть поляризатор или анализатор из поляриметра и направить его на окно или на подоконник, от которого отражается свет небосвода, и вращая призму перед глазом, найти лоложенне минимальной освещенности поля. Как видно из рис. 70, в свете, частично поляризованном путем отражения от поверхно- сти преобладает компонента, колеблющаяся нормально к плоско- ти падения. Следовательно, когда призма находится в положении, соответствующем максимальному затемнению поля, направле-дие погасания будет горизонтальным. Согласно другой методике не потребуется извлекать призму из поляриметра, если поступить следующим образом. Николи должны быть сначала скрещены. Затем анализатор повертывают на 90° до тех пор, пока николи не станут совершенно параллельными. Третью поляризующую призму, градуированную как указано выше, ставят перед поляризатором или между анализатором и наблюдателем и вращают ее до тех пор, пока снова не будет достигнуто погасание. Тогда (см. стр. 217) направление максимального прохождения света в поляризаторе должно быть перпендикулярно длине щели монохроматора, находящегося перед поляризатором. [c.221]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология