[물리학] 광학활성[Optical Activity]
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1. 실험목적
편광된 빛이 설탕용액을 통과함에 따라 편광면이 회전하게되는 광학활성을 실험적으로 확인하고 , 좌선성, 우선성, 여부와 선광률을 측정한다.
2. 실험원리
1811년 프랑스의 Diminique F. J. Arago는, 선편광된 빛이 수정의 광축을 따라 진행함에 따라 그 편광면이 회전함을 관측하였고, 비슷한 시기에 Jean Baptiste Biot,는 액체 또는 기체 상태의 테레빈유(Turpentine, )에서도 비슷한 현상이 일어남을 관찰하였다. 이와 같이 어떤 종류의 물질들은 그 물질을 투과하는 빛의 편광면을 회전시키는데 이러한 성질을 광학활성(optical activity)이라 한다. 선편광된 빛은 같은 진폭을 갖는 좌향 원평광과 우향 원평광의 중첩으로 나타낼 수 있다. Fresnel은 광학활성 매질이 좌향원편광과 우향 원편광에 대하여 각기 다른 굴절율을 가진다고 가정함으로써 편광면의 회전을 설명할 수 있었고 이 때문에 광학활성을 원형 복굴절(circular birefringence)이라고도 한다.
전기장 E는 진동수 ω를 가지고 +X방향으로 진행하며 편광의 방향은 Y방향이며 다음과 같이 표현된다.(그림 1)
(1a)
where
(1b)
그림 1. 선편광된 sodium-D 빛이 설탕수을 통과하면서 편광각이 변한다.
그리고
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