Warum wird pol. Licht gedreht ?

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallole zusammen,

diese Frage hätte ich wohl auch in andere Foren posten können, aber jetzt ist sie eben hier gelandet.

Ich würde gerne wissen, warum polarisiertes Licht beim Durchgang durch eine opt. aktive Substanz (bzw. Lösung dieser Substanz gedreht wird).
Mir ist klar was opt. Aktivität ist und wie sie zustande kommt. Aber wie schaffen es diese Moleküle das Licht in seiner Schwingungsebene zu beeinflussen ? Was passiert da im (sub?)atomaren bereich ? In den „Elektronenwolken“ bzw. Orbitalen ?
Wie „greift“ das Molekül an die Lichtwelle an ?

Bin sehr gespannt, ob mir DAS jemand verständlich machen kann.

Vielen Dank im Voraus !

timo

#2

Phasenverschiebung
Hi Timo

diese Frage hätte ich wohl auch in andere Foren posten können,
aber jetzt ist sie eben hier gelandet.

Ja - wäre in Physik besser aufgehoben gewesen.

Linear polarisiertes Licht (bei dem der E-Vektor in einer Ebene schwingt) kann als Superposition aus rechts- und links-zirkular polarisiertem Licht dargestellt werden und umgekehrt.

Wenn die zirkularpolarisierten Komponenten gegeneinander phasenverschoben werden, dreht sich die Polarisationsebene des resultierenden linearpolarisierten E-Vektors des Lichtes.

In einem Kristallgefüge hat das Elektrische Feld durch die Anordnung der Orbitale der Bindungselektronen eine durch die Raumgruppe bestimmte Form, die für diese Phasenverschiebung verantwortlich ist. Die Rechts- bzw. Linksformen von enantiomorphen Kristallen drehen daher entsprechend rechts bzw. links.

Gruß
Metapher

#3

Hallo , zu diesem Thema möchte ich einen Kommentar geben :

Hi Timo

diese Frage hätte ich wohl auch in andere Foren posten können,
aber jetzt ist sie eben hier gelandet.

Ja - wäre in Physik besser aufgehoben gewesen.

Linear polarisiertes Licht (bei dem der E-Vektor in einer
Ebene schwingt) kann als Superposition aus rechts- und
links-zirkular polarisiertem Licht dargestellt werden und
umgekehrt.

Ich habe einen Laserpointer mit vermutlich circular polarisiertem Licht . Es ist nicht möglich dieses Licht im Gegensatz zu normalem Licht mit einem Polarisationsfilter zu polarisieren ./Ausprobiert

Wenn die zirkularpolarisierten Komponenten gegeneinander
phasenverschoben werden, dreht sich die Polarisationsebene des
resultierenden linearpolarisierten E-Vektors des Lichtes.

In einem Kristallgefüge hat das Elektrische Feld durch die
Anordnung der Orbitale der Bindungselektronen eine durch die
Raumgruppe bestimmte Form, die für diese Phasenverschiebung
verantwortlich ist. Die Rechts- bzw. Linksformen von
enantiomorphen Kristallen drehen daher entsprechend rechts
bzw. links.

Gruß
Metapher

Glaub ich nichts von .
Tatsache ist :
Die Drehung der linear polarisierten Lichtstrahlen durch eine Flüssigkeit wird direkt durch Partikel , das sind Beispielsweise rechts und linksdrehende Zuckermoleküle hervorgerufen .
Diese Moleküle werden also vom Lichtstrahl umströmt , und nacher ist die Polarisation des Lichtstrahles nach rechts oder links verdreht .
Ursache werden wohl elektrische Eigenschaften des Moleküles sein , der Lichtstrahl wird wie von einer Antenne empfangen und etwas verdreht wieder abgestrahlt .
Nun , ob ich helfen konnte weiß ich nicht , ich finde es jedoch interessant .

MfG
Matthias

1 Like
#4

Ich denke, wenn man links- und rechtszirkular polarisiertes Licht ueberlagert, dann resultiert allenfalls elliptisch (oder linear in der selben Ebene) polarisiertes Licht, jedoch keine Drehung der Polarisationsebene. Fuer die optische Aktivitaet ist vielmehr ein anisotroper Effekt verantwortlich, der ueber einen Tensor beschrieben wird. Aber um es sehr einfach auszudruecken: Jedes Medium reagiert auf Licht, die Elektronen geraten in Schwingung. Dabei senden sie selbst wieder Licht aus. Koennen die Elektronen den Schwingungen des Lichts nur eingeschraenkt folgen, indem sie etwa durch das Molek"ul entlang einer Schraube schwingen muessen (anschaulich), dann wird das Licht in einer gedrehten Ebene ausgesendet und in Summe vieler solcher Vorgaenge in der Polarisationsebene gedreht.

Gruss Moriarty

#5

Hallo , zu diesem Thema möchte ich einen Kommentar geben :

Hi Timo

diese Frage hätte ich wohl auch in andere Foren posten können,
aber jetzt ist sie eben hier gelandet.

Ja - wäre in Physik besser aufgehoben gewesen.

Linear polarisiertes Licht (bei dem der E-Vektor in einer
Ebene schwingt) kann als Superposition aus rechts- und
links-zirkular polarisiertem Licht dargestellt werden und
umgekehrt.

Ich habe einen Laserpointer mit vermutlich circular
polarisiertem Licht . Es ist nicht möglich dieses Licht im
Gegensatz zu normalem Licht mit einem Polarisationsfilter zu
polarisieren ./Ausprobiert

dann bräuchtest du auch 2 solche laser mit entgegengestzter polarisation um einelinearen em-welle darzustellen.
ich meine aber dass wenn diese im winkel grösser null aufeinander treffen müstte eine interferenzartige streuung auftreten, nur wenn beide auf einer identischen linie kombiniert werden halte ich ausser einer theoretischen darstelling als linearwellei auch eine praktische bildung einer solchen für möglich.ich bitte im berichtigung.
interresieren würde mich ein auftreffen im winkel genau in einem spalt.

im voraus danke

MLandzettel

#6

Hallo
Ich weiß nur das , was man auch in Physikbüchern findet .
Danach können sich verschiedene elektromagnetische Wellen nicht vereinigen oder zusammentreffen um eine einzelne neue Welle zu geben , sie gehen wieder auseinander .
Ich weiß nur , das es Interferenzerscheinungen bei Lichtwellen gibt , wie zum Beispiel beim Ölfilm auf Wasser , oder so ein Versuch mit Linse auf Glasplatte .
Ein bestrahlter Spalt ausreichend kleiner Weite führt dazu , das sich die Lichtwellen vom Spalt aus in alle Richtungen verteilen .
Diese circular polarisierten Lichtwellen haben manche Besonderheit und lassen sich nicht ohne weiteres aus linear polarisierten Lichtwellen „montieren“ , der wesentliche Punkt ist die Entstehung einer Lichtquelle . Ich weiß selbst so gut wie nichts über circular polarisierte Wellen ( außer , das circular und linear pol. Wellen ein großer Unterschied sind ) , beispielsweise das Verhalten am Spalt usw …
Hätte man eine Antenne zum Empfangen und wieder Abstrahlen ( sind dann 2 Antennen ) für die Kleinheit der Lichtwellen , so könnte man eine lineare Lichtwelle auffangen , und im circular polarisierten Zustand wieder abstrahlen und umgekehrt .
Mit einem Spalt und irgendeinem Einstrahlungswinkel zweier Lichtquellen , wird es kaum getan sein , ich möchte mir aber vorbehalten , kein Berufsphysiker zu sein und so jemand gibt eventuell eine besser verwendbare Auskunft .

MfG
Matthias

#7

Hallo

Ich kann eine Antwort anbieten , welche Ihren Ursprung in der Rundfunktechnik hat , aber es handelt sich ja auch um elektromagnetische Wellen !

Es gibt zwei verschiedene Arten von polarisierten Lichtwellen :
Einmal durch Gitter( als Filter erwerbbar ) oder Spiegel herstellbare linear polarisierte Wellen , und zum anderem , nahezu ausschliesslich bei Laserpointern entstehende circular polarisierte Wellen .

Nur die linear polarisierten Wellen sind für eine solche Drehung geeignet .
Rundfunkwellen können aus Spalten austreten , sie sind somit in einer Richtung polarisiert .
Tritt nun eine Rundfunkwelle in einen Spalt ein und ist im folgenden der Spalt etwas verdreht und die Welle tritt gering verdreht wieder aus , so hätte man schon ein Modell für die Drehung polarisierten Lichtes in entsprechenden Substanzen .
Man stelle sich vor , ein Molekül hat irgendwie unsymmetrische Eigenschaften , diese Drehung stimmt übrigens überein mit Begriffen wie rechts und links drehender Fructose oder ähnlich(weiß nicht genau , bei welcher Substanz) usw. , so hat dieses Molekül andere elektrische Eigenschaften wie das Wasser oder das Lösungsmittel ( Brechungsindex ) und würde als genannte Anordnung des Spaltes mit verdrehtem Wiederaustritt wirksam werden .

MfG
Matthias