Преломление света и поляризуемость

Одной из основных характеристик, определяющих величину дисперсионных сил, служит. поляризуемость, тесно связанная с коэффициентами преломления света и характеризующая способность вещества к рассеиванию (дисперсии) света. Отсюда дисперсионные силы и получили свое название. Эти силы действуют между атомами, так как механизм их появления не зависит от наличия или отсутствия у молекул (атомов) постоянных электрических моментов диполей. Обычно эти силы превосходят по величине как ориентационные, так и индукционные, за исключением молекул с большими дипольными моментами и поляризуемостями. Соотношение между ними для различных молекул (атомов) (в %) при- ведено в табл. 19. [c.125]

Оптические свойства среды характеризуются показателем преломления света, который по своей природе связан с поляризуемостью молекул и отдельных атомных групп под действием электрического вектора электромагнитной волны. В изотропной среде показатель преломления одинаков по всем направлениям, но в анизотропной среде показатель преломления зависит от направления распространения светового луча и направления электрического вектора в электромагнитной волне. В общем случае в среде с произвольными оптическими свойствами показатель преломления является тензорной величиной (ге), поскольку он зависит от выбора двух направлений [c.367]

Природа вещества в данном случае определяет степень деформируемости его молекул под действием света — степень поляризуемости. Чем интенсивнее поляризуемость, тем сильнее преломление света. Изменение плотности вещества заметно отражается на величине показателя преломления Возрастание плотности которое может явиться следствием увеличения давления (что особенно резко сказывается в газовых средах) или следствием перекристаллизации твердого тела при переходе вещества из одной аллотропической модификации в другую ведет как правило к увеличению показателя пре- [c.101]

Приведенные выше выкладки соответствуют поляризующему влиянию постоянного поля или поля низкой частоты. В высокочастотном электрическом поле видимого света поляризуемость зависит от частоты поля. Однако это обстоятельство не изменяет конечные выводы. Оно же лежит в основе зависимости показателя преломления от длины волны. [c.105]

Соотношение между поляризуемостью и показателем преломления света можно выразить уравнением [c.24]

Физическим свойством, непосредственно связанным с поляризуемостью, является показатель преломления. Лучи света распространяются медленнее через прозрачные материалы, чем в вакууме. Отношение скорости распространения света в воздухе к скорости его распространения в данном материале и есть показатель преломления. Замедление объясняется взаимодействием света с электронами, и большее преломление света указывает на легкую поляризуемость. Показатели преломления изменяются с длиной волны проходящего света поэтому, фиксируя показатель преломления, надо одновременно [c.159]

См. стр. 92. Для электронной поляризуемости часто употребляют выражение электронная поляризация ., Электронную поляризацию можно вычислить ло преломлению света с помощью уравнения Лорентца — Лоренца. [c.123]

Природа вещества определяет степень деформируемости его молекул под действием света — степень поляризуемости чем интенсивнее последняя, тем сильнее преломление света [c.586]

Поляризуемость а, если известен коэфициент преломления света п с бесконечно большой длиной волны, может быть подсчитана по уравнению [c.532]

Поскольку преломление света связано с поляризацией атомов (или ионов) под влиянием электрического поля световой волны, основную роль в формировании величины показателя преломления играет поляризуемость частиц вещества, т. е. строение электронных оболочек его атомов. Однако в кристалле эффект этим не исчерпывается. Дипольные моменты поляризованных атомов создают вторичные электрические поля, действующие на окружающие атомы и вызывающие их дополнительную поляризацию, а следовательно, и изменение показателя преломления. Дополнительный эффект поляризации зависит и от взаимного расположения атомов (структуры кристалла), и от направления внешнего поля. При изменении направления поля величина дополнительной поляризации (а с ней и показатель преломления) изменяются оптические свойства приобретают анизотропный характер. Величина и характер этой анизотропии определяются структурными особенностями кристалла. [c.218]

До сих пор поляризуемость молекулы просто рассматривалась как величина, характеризующая молекулу в целом. Эта величина получается из преломления света и дисперсии и поэтому, как и они, определяется собственными частотами и вероятностями перехода (стр. 118). Однако теория преломления света и дисперсии, связывающая все эти величины между собой, не исчерпывает всех видов взаимодействия между излучением и материей, что объясняется тем, что вышеприведенные явления не единственные, которые наблюдаются при прохождении света через материю. А именно оказывается, что не вся поступающая световая энергия сосредоточена в преломленном прямолинейно распространяющемся световом луче часть ее падает на долю диффузно-рассеянного света, который распространяется во всех направлениях. Если падающий луч представляет собой плоскополяризованную волну, то преломленный свет остается полностью поляризованным напротив, рассеянный свет оказывается частично деполяризованным. [c.135]

Явления рассеяния света и его деполяризации становятся теоретически понятными только при условии уточнения двух моментов в ранее рассмотренном явлении преломления света. Как выяснится в дальнейшем, один из этих моментов — разная величина поляризуемости молекулы в различных направлениях. Эта анизотропия поляризуемости в свою очередь позволяет сделать заключения о симметрии молекулы. Таким образом, рассеяние света и его деполяризация служат вспомогательными средствами для определения симметрии молекул. [c.135]

Если, далее, при помощи преломления света и дисперсии хотят проникнуть в состояние связи, то необходимо установить зависимость между строением молекул и поляризуемостью и ответить на вопрос, что теоретически означают различия в поляризуемости. Ответ на этот вопрос будет различным в зависимости от наших представлений о строении молекУл, [c.154]

Ранее было показано, что феноменологическая теория распространения света позволяет при введении комплексного показателя преломления рассматривать два явления вращение плоскости поляризации и кругового дихроизма. Такой же подход возможен и на более глубокой физической основе. Комплексная величина показателя преломления означает, что поляризуемость молекулы является также комплексной величиной. [c.194]

Показатель преломления зависит от фазового состояния вещества, поляризуемости, длины волны проходящего света, температуры и давления. Рефракция не зависит от этих факторов и является электрооптической характеристикой вещества, зависящей от строения его молекул. Например, разность мольных рефракций водяного пара и жидкой воды Rn—= 0,045 см /моль. Сравнивая мольную поляризацию и мольную рефракцию, рассчитанные по (1.8) и [c.9]

При попадании света на любую молекулу в прозрачной среде скорость его замедляется (уменьшение скорости пропорционально показателю преломления среды), так как свет взаимодействует с электронными оболочками молекул. Степень такого взаимодействия зависит от поляризуемости молекулы. [c.11]

Подставляя в (98,11) значение поляризуемости (98,8) для основного состояния атома, можно определить зависимость показателя преломления вещества от частоты падающего света для [c.470]

При попадании света на любую молекулу в прозрачной среде скорость его прохождения через среду уменьшается из-за взаимодействия с молекулой. В большом масштабе это явление ответственно за преломление света, причем уменьшение скорости пропорционально показателю преломления среды. Степень взаимодействия зависит от поляризуемости молекулы. Плоскополя-ризованный свет можно рассматривать как состоящий из двух видов циркулярно поляризованного света. Последний имеет (или должен иметь, если рассмотреть его как волну) вид спирали, закрученной вокруг оси движения света, причем одна спираль левая, а другая правая. До тех пор пока плоскополяри-зованный свет проходит через симметричную среду, две циркулярно поляризованные составляющие имеют одинаковую скорость. Однако хиральная молекула проявляет различную полярность в зависимости от того, с какой стороны на нее падает свет, с левой или с правой. Одна циркулярно поляризованная составляющая света подходит к молекуле, скажем, слева и встречает иную поляризуемость, чем справа, поэтому замедление происходит в разной степени (в крупных масштабах это выражается в разных показателях преломления). Это означает, что левая и правая составляющие циркулярно поляризованного света должны иметь различную скорость прохождения через среду. Однако две составляющие одного пучка света не могут двигаться с разной скоростью, поэтому в действительности более быстрая составляющая тянет другую к себе, что приводит к вращению плоскости. Такое явление можно описать математическим выражением и в принципе можно рассчитать величину и знак вращения для любой молекулы (что служит еще одним способом определения абсолютной конфигурации). При этом необходимо использовать волновое уравнение и помнить его ограничения, рассмотренные в гл. 1. Практически величина и знак вращения были рассчитаны лишь для нескольких молекул, причем правильных результатов было не меньше, чем ошибочных. На основании данных о рефракции связей и поляризуемости групп были разработаны эмпирические методы прогнозирования величины и знака вращения [60]. Во многих случаях эти методы дают вполне удовлетворительные результаты. [c.151]

Поляризуемость а, определяющая преломление света, и константа р, определяющая круговое двулученреломление, выражаются [c.150]

Явление преломления света связано с поляризуемостью электронной системы молекул. Под влиянием электромагнитного поля света происходит поляризация молекул, в основном их электронных систем. Чем подвижнее электронная система молекулы, тем больше коэффициент преломления света и молекулярная рецЬракцня. [c.39]

Плотность алкенов выше по сравнению с алканами с тем же числом углеродных атомов, больше также коэффициент преломления света и молекулярная рефракция (см. гл. П.5). Значительно различается рефракция связей, например / - ==li296, но Rq= = =4,17, что свидетельствует о большей поляризуемости двойной связи. [c.107]

Температура кипения возрастает при увеличении атомной массы галогена и числа атомов галогена и углерода. Исключение1Ч являются полифторалканы, температура кипения которых уменьшается при увеличении числа атомов фтора в молекуле полифторалкана. Это означает, что прн увеличении числа атомов фтора уменьшается межмолекулярное взаимодействие. При увеличении атомного радиуса галогена увеличиваются коэффициенты преломления света. Это свидетельствует об увеличении поляризуемости при переходе от фторпроизводных к иодпроизводным, [c.224]

Только на этом основании. становятся понятными объемные отношения, рассматриваемые в главе III. Для дальнейшего изложения существенно поведение атомов, после того, как образовалась молекула, их движение и т. д. это рассматривается в главе IV. Сюда примыкает в главе обсуждение энергетических взаимоотношений при соединении атомов в молекулу — теплоты горения, теплоты образования и энергии связи. Появляющаяся как следствие электрического строения молекул поляризация рассматривается в следующих главах, — ориентационная поляризация и дипольный момент в VI главе, поля,-ризация смещения и обусловливаемое ею преломление свет —в VII главе. В главе VIII рассматривается дисперсия, в главе IX — явления рассеяния света и электрического лучепреломления, происходящие вследствие анизотропии поляризуемости. . [c.6]

Изменение показателя преломления, а вместе с тем и молекулярной поляризации или поляризуемости с длиной волны — дисперсия (стр. 72) — происходит вследствие того, что быстрые электромагнитные колебания приводят в колебание массу положительных и отрицательных зарядов. Модель молекулы Клаузиуса-Мосотти (стр. 83, сноска 1) — упругий шар с металлически проводящей поверхностью, по которой свободно двигаются заряды, может объяснить преломление света, но не может объяснить дисперсии. Однако это удалось сделать уже в классической теории дисперсии Максвелл (J.С.Maxwell) и Лорентц (Н. А. Lorentz) произвели расчет на основании модели молекулы, состоящей из положительных и отрицательных, способных сдвигаться, поляризуемых электрическим полем зарядов (теперь — это атомные ядра и электроны). Если заряды выведены из положения равновесия действием некоторой силы, например, электро- [c.84]

Если частота этих колебаний совпадает с члстотой световых колебаний, то, по законам механики, между обоими колебаниями происходит резонанс. Если бы не было затухания, то такой резонанс привел бы к появлению бесконечно больших амплитуд колебания однако, при наличии затухания имеет место только селективная абсорбция. Пока мы находимся достаточно далеко от области резонанса, затухание, соответствующее поглощению света, мало, и им можно пренебречь. Мы имеем две раздельные области классического поглощения. Колебания могут соответствовать собственным колебаниям положительных атомных ядер с их большой массой и инерцией, и поэтому медленным темпам колебаний (малые частоты). Тогда поглощение происходит в инфракрасной части спектра. Могут происходить также колебания приблизительно в 2000 раз более легких электронов с гораздо более быстрым темпом (высокие частоты). Тогда поглощение происходит в видимой и ультрафиолетовой части. Уже колебания видимого света настолько быстры, что атомные ядра, обладающие большой массой, и, следовательно, малыми собственными- частотами, лежащими в инфракрасной части спектра, не успевают следовать за ними. Поэтому они не привносят к преломлению света в видимой области своей доли в сколько-нибудь заметной степени дисперсия видимого и ультрафиолетового света происходит почти исключительно от колебания электронов. Мы принимаем, что каждый электрон в молекуле имеет частоту колебания, независящую от колебания остальных электронов, — собственную частоту VJ ее можно найти из спектра поглощения. Пренебрегая затуханием, можно вывести для поляризуемости зависимость от частоты падающего света, который представляет собой силу, действующую на -электрон периодически с частотой V и с определенной амплитудой. Эта зависимость имеет вид [c.85]

Единственной фигурой погасания, наблюдаемой у многих полимерных сферолитов через скрещенные николи, является простой крест, какие видны на рис. 17, и интерпретация такого поведения довольно очевидна. Если не считать приблизительной параллельности, соседние фибриллы ориентированы в таком сферолите беспорядочно относительно радиального направления. Оставляя в стороне кристаллографические ориентации фибрилл и их оптические свойства (одноосность или двуосность), такие же свойства сферолита можно рассматривать, учитывая только два средних коэффициента преломления Пг и щ, которые характеризуют преломление света, поляризованного таким образом, что электрический вектор лежит параллельно соответственно радиальному и тангенциальному направлениям. Величину Аге = = Пг — щ называют степенью двойного лучепреломления сферолита. Нулевая амплитуда погасания наблюдается в направлении радиусов, которые параллельны направлениям поляризатора и анализатора микроскопа, а знак (положительный или отрицательный) и величина Ап дают полезную информацию об ориентации молекул и относительной поляризуемости полимерных кристаллитов в направлении различных кристаллографических осей [49, 54]. [c.451]

Теория светорассеяния (опалесценции) для сферических, не-поглошающих света частиц была развита английским физиком Рэлеем. В дисперсной сисгеме в качестве неоднородности выступает частица дисперсной фазы. Под влиянием электромагнитного поля волны падающего света электроны в рассеивающей частице начинают совершать вынужденные колебания, в результате чего происходит излучение света во всех направлениях. Если частица мала по сравнению с длиной световой волны, то совокупность колебаний в ней может быть заменена колебанием одного электрического диполя. Наведенный диполь излучает колебания с частотой, равной частоте волны падающего света. Таким образом, частота рассеянного света совпадает с частотой падающего света. Индуцированный диполь равен произведе(шю поляризуемости частицы а на напряженность электрического поля Е Р = аЕ). Эти величины и определяют интенсивность рассеянного света. Поляризуемость частицы зависит от соотношения между показателями преломления дисперсной фазы п и дисперсионной среды По, а также пропорциональна объему частицы V. Интенсивность рассеяния света пропорциональна квадрату поляризуемости частицы и соответственно квадрату объема частицы или шестой степени ее радиуса. Поэтому с ростом размера частиц рассеяние света сильно увеличивается. [c.296]

JVleждy поляризуемостью и показателем преломления света дается уравнением Ч [c.176]

Здесь а — тензор электрической поляризуемости молекулы при частоте v,E — вектор напряженности электрического поля световой волны. Такие индуцированные диполи не поглощают световую энергию, а просто переизлучают ее. Это явление, относящееся к категории упругого рассеяния, ответственно за преломление света прозрачными материалами. Связь между таким классическим описанием и описанием квантовомеханическим состоит в том, что а зависит от моментов переходов во все возбужденные состояния хромофора [c.55]

Теперь нам предстоит рассмотреть источник информации относптельпо статической поляризуемости а . Для газообразных и жидких тел ата величина рассчитывается по любому уравнению, которое описывает найденную на опыте завпснмость показателя преломления п от частоты света V. Коэффициент преломления жидкостей можно измерять методом визуальных наблюдений или фотометрически, а в случае газов — интерферометрически. С помощью того илп иного уравнения для дисперсии показатель преломления экстраполируют до значения, соответствующего свету с бесконечно большой длиной волны. Из этих уравнений, по-видпмому, наиболее известными являются уравненпя Коши, Кеттелера н Гельмгольца. Однако здесь мы приведем уравпение Селл- [c.341]

Свобода и др. [140] выполнили факторный анализ матриц, данных, содержащих 35 физико-химических констант и эмпирических параметров полярности (см. гл. 7) 85 растворителей. На этой базе был получен ортогональный набор четырех параметров, которые можно связать с полярностью растворителя, выраженной в виде функции Кирквуда (е,-—1)/(2бг+1), поляризуемостью растворителя, выраженной в виде функции показателя преломления пР-— )1 п + ), а также с льюисовой кислотностью и основностью растворителя. Отсюда следует, что для количественного эмпирического описания влияния растворителя на химические реакции и поглощение света в общем случае необходимы четыре параметра два для описания неспецифической сольватации, обусловленной полярностью и дисперсионными взаимодействиями, а два других — для описания специфической сольватации, связанной с электрофильной и нуклеофильной активностью растворителя. Для корреляции эффектов растворителей с помощью только одного эмпирического параметра лучше всего пользоваться параметром т(30), значения которого определяют, изучая поглощение сольвато-хромного красителя в УФ- и видимой областях (см. разд. 6.2.1 и 7.4). [c.120]

Обращаем внимание на то, что рассеяние света обратно пропор-циально четвертой степени длины волны. Формулы Рэлея приведены нами для рассеяния от одной частицы. На самом деле, если плоская волна рассеивается от частиц, заполняющих некоторый объем V, то весь этот объем излучает рассеянный свет. При этом формула Рэлея остается справедливой, только величина а (поляризуемость) относится не к отдельной молекуле, а к объему и выражается через показатель преломления раствора о с помощью известного соотношения a —l=inna, где п — число молекул в 1 мл. [c.110]

Переходим теперь к основному явлению рассеяния света в растворе, т. е. в бинарной системе. Как было показано Эйнштейном и Смолуховским, в основё рассеяния света раствором лежат стати-, стические флюктуации концентрации растворенных молекул. Действительно, в силу теплового движения истинная локальная- концентрация в любой точке раствора не равна средней концен трации, а флюктуирует около средней. Всякая флюктуация концентрации приводит к флюктуации поляризуемости так как показатели преломления растворителя и растворенного вещества не идентичны. Истинная поляризуемость некоторого малого элемента объема V будет а = а +6а, где а — среднее значение поляризуемости, а ба — флюктуация. [c.110]