偏光について

質問

直線偏光、円偏光、楕円偏光についてできる限り詳しく教えてもらえないでしょうか？？
ちなみにCDスペクトルの測定の際に、どのようにしてこれらの偏光ができるかなどを調べていて、みなさんに教えていただきたいと思った次第です。

回答No.1

noname#11476 · ベストアンサー

ＣＤスペクトル．．．は円偏光二色性を利用したスペクトル分析ですね。

まず光は電磁波であるということはご存知ですか？
電磁波というのは、進行方向に対して直角、即ち進行方向を法線とする平面内で、電場と磁場が振動している波です。（物質中では異なる場合もある）
更に磁場と電場も直交した方向です。つまりｘ，ｙ，ｚの座標系で表すならば進行方向をｚ方向にとると、電場と磁場はｘ，ｙ平面状にあり、電場がｘ方向に振動しているときには磁場はｙ方向になります。

ここで偏光面は通常電場方向を指します。磁場は物質との相互作用の影響力が電場よりも小さいため、電場で代表させているわけです。

ここまで書いてお気づきと思いますが、光が偏光しているのは当たり前のことです。もともとそういう波だからです。しかしながら太陽光などの通常の光源から出る光はこの偏光方向がまちまちの光が出てくるので、合計すると偏光方向がランダム＝無偏光になっているだけです。

ここにたとえば一方向の偏光に対して強い吸収をもつ材料を透過させるとランダムな光から特定偏光方向の光だけを抽出することも出来ます。そういう材料はたとえば高分子の色素などで分子の方向により光の吸収量が違うものを配向させることで作ることが出来ます。

上記で直線偏光はイメージできました。次は円偏光です。楕円にしても円偏光にしても、これは２つの直線偏光の組み合わせに直すことが出来ます。ここで重要なのは２つの偏光方向の光の位相がずれているということです。
位相がずれている場合には、その偏光面は回転しながら進んで行きます。
これが円偏光なわけです。楕円になるのは２つの波の強度が違ったりするとそういうことが起きます。
この時位相が進んでいるか遅れているかという相対的な違いにより右回りと左回りの円偏光が出来上がります。

円偏光二色性は、右回りと左回り円偏光での吸収係数が異なるというもので、高分子などで特に螺旋構造を持つものは著しい影響を受けます。その理由は作図してみると分子の螺旋構造と同一方向の回転と反対方向では分子に及ぼす、そして分子によって吸収される光の量が異なることもイメージできるでしょう。

強磁性体でもこの円偏光二色性を持つものは存在し、記憶材料に使われることもあります。

面白いのは直線偏光という光は、平たく言うと右回り円偏光＋左回り円偏光の２つから成り立っていると見ることもできるので、円偏光二色性を示す物質に直線偏光の光を入れると出てくる光の偏光面が傾いたり楕円偏光になることもあります。

具体的にどういう点にご興味があるのがわかりませんので取りとめも無く書きました。