- 締切済み
キラル媒質とは何？
siegmundの回答
- siegmund
- ベストアンサー率64% (701/1090)
光学は専門外ですが，物理屋としての常識の範囲で回答します． (要するに，あまり突っ込まれると，ボロがでるということの言い訳です) 立体異性の一種で，旋光性だけが違うような構造をキラリティーあるいはキラル構造 と呼んでいます． 例えば，正四面体の中心になにか原子(団)があって，４つの頂点に別の原子(団)が あるとしましょう． ４頂点の原子(団)のうち，少なくとも２つが同じであればこの分子構造は １種類しかありませんが， ４つの原子(団)が全部異なれば，分子構造が２種類あります． 図が描けないので説明しづらいですが，４つの原子(団)を A,B,C,D としましょう． B,C,D の面をｘｙ面にして，Ａをｚ軸上におきます． B,C,D はｘｙ面上の正三角形ですが，右回りに B,C,D とおいたときと， 左回りに B,C,D とおいたときとは構造が違います． すなわち，どう頑張っても両者は３次元空間内で互いに変換する事ができません． ちょうど，右手と左手みたいなもので，両者は鏡像関係にあります． こういう物質では，左右の円偏光に対する屈折率に差があるため， 光の偏光面が通過距離に比例して回転します(旋光性)． 偏光面の回転方向が右ねじ的か左ねじ的かによって， 右旋性(d)，左旋性(l)，といいます． もともと旋光性のない場合でも，磁場をかけると偏光面が回転しますが これはファラデー効果と呼ばれています． ファラデー効果と特に区別する際には， 構造に起因する旋光性を自然旋光性と呼びます． 旋光性は水晶で最初に発見されました． ブドウ糖，果糖，ショ糖，酒石酸，ロッシェル塩，などの水溶液も旋光性を示します． 旋光性の測定は分子構造研究ではずいぶん有力な手段のようです． 上の正四面体分子の例では， 異性体のどちらも通常は物理的化学的性質は同じなので，旋光性が構造を決定する 極めて有力な手段になります．
関連するQ&A
- 平面波の斜め入射の反射係数、透過係数について
次の問題で透過係数の値が正しく出ません。大変申し訳ないのですが誰か計算してもらえませんでしょうか。「ε＝2、μ＝1、σ＝0の媒質中から大気中へ斜め入射する場合の入射角θiに対する反射係数と透過係数を求め、図に示せ。ただし、垂直偏波、平行偏波両方もとめろ」です。 私がこれを計算するとと反射係数はブルースター角、臨界角を求め、あっている様なのですが、透過係数をエクセルで計算すると1以上になってしまい、多分間違っている計算結果になってしまいました。 誰か分かる人がいましたら教えてください。
- 締切済み
- 科学
- 金属への電磁波の入射
まず問題の本文を書きます 「金属に電磁波が入射した場合、表面近傍に伝導電流が流れる。このことから一般化したアンペールの法則より金属の誘電率を媒質パラメータで表現せよ。」 これは一般媒質中を伝搬する平面波におけるマクスウェルの方程式のうちのひとつである ∇×Ｈ＝σＥ＋ε＊∂Ｅ/∂ｔ を誘電率について解くということなのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 光の屈折率について
薬剤師国家試験の中の問題で、 図は光が等方性の媒質Aから媒質Bに入るとき、その境界面で進行方向が変わる現象を模式的に示している。これに関する記述のうち、正しいものはどれか。 ○媒質Bの媒質Aに対する屈折率（相対屈折率）nは入射光の波長によらず一定である。 という記述が誤りで、解説のところに「媒質Bの媒質Aに対する屈折率（相対屈折率）nは入射光の波長により変化し、波長が短いほど、屈折率は大きくなる」とか「媒質中の光の速度は、その光の振動数により 変化する。波長を変えると、振動数が変わり速度も変わるため、相対屈折率nは一定ではなく、変化する」とか「真空中の光の速度は波長に関係なく一定であるが、媒質中の光の速度は媒質中の密度及び光の波長により変化する」 とあるのですが、これはなぜでしょうか？ （（僕なりに考えてみたのですが…）） ○V(電磁波の速度）＝ν（振動数）×λ（波長）という式つまりλ（波長）＝V(電磁波の速度）/ν（振動数）…(1)を利用する ○媒質A中での光速（VA)、媒質B中での光速(VB)は変わらないので、Vは変わらない ゆえに波長λは振動数νに反比例するつまり 波長λが小さくなると振動数νは大きくなる。 とまでは考えられたのですが、その後が分かりません。 どうか教えてください。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- スネルの法則が理解できません。
スネルの法則によると、異なる屈折率の間で光が入射すると 方向が変わるというものですが、理由がわかりません。 媒質中（誘電体中）で光の速度が遅くなるのは、わかるのですが、 媒質界面を通ると、光の進行方向が変化するというのがわからないのです。 速度が遅くなっても、真っ直ぐ直線で進んでもいいわけで、 角度が生じるのが、わからないのです。 実験結果から導き出されたのでしょうかね？
- 締切済み
- 物理学
- 分散性媒質とフレネルの式（電磁気学，光学）
○フレネルの式は，分散性（媒質の性質が周波数により変化する）媒質で成立するのでしょうか． ○分散性媒質でフレネルの式が成立する場合，フレネルの式中の屈折率n，波数k，誘電率ε，透磁 率μに複素屈折率n*，波数k*（複素数），複素誘電率ε*等をそのまま代入して計算してもよいので しょうか．（ただし，n,k,ε,μは関連しているものもあるので，すべての変数を用いてフレネルの 式が表現されているわけではありません．また*は複素数であることを意味しています） ○電界に関する反射係数が複素数である場合について考えます． 実験あるいはシミュレーションで入射電界Eiと反射電界Erを求め，反射係数Er/Ei（これは 実数です）を計算したとします．この反射係数Er/Eiは，Re(R*)に相当するのでしょうか， それとも，絶対値|R*|に相当するのでしょうか．ただしR*は反射係数です． ○実験Aにより，ある周波数w0における媒質の誘電率ε1が求められたとします． また実験Bにより，この媒質の複素誘電率ε*(w) = Re(ε*)+j Im(ε*)の実数部と虚数部が 別々に求められ，周波数wに関する式で近似されたとします． ε*(w0)とε1を比較する場合，ε1はε*(w0)の実数部と比較すればよいのでしょうか．それとも 絶対値|ε*(w0)|と比較すれば良いのでしょうか． ご教授お願いいたします． また参考文献がありましたら，教えていただけると非常に助かります． 宜しくお願い致します．
- ベストアンサー
- 物理学
- 導体表面でのマイクロ波
平行平面伝送路をマイクロ波が伝搬するときに，金属表面を流れる面電流の総和を電流と呼ぶそうですが，この電流がどのように流れているかいまいち分かりません． 説明では，2枚の金属板に偏波面が垂直になるようにマイクロ波を入射した場合について書かれており，そこからマイクロストリップなどの説明に繋がる項目となっています． 正弦関数的に電流の大きさが変化するそうですが，これがどのような状況下理解できていません． 二枚の平行金属板に平行な磁界，垂直な電界がある図は見つけられましたが，そこにどのような電流が流れるのかが載っている図は見つかりません． できればこの「正弦関数的に変化する」表面電流がどのようなものか教えていただけないでしょうか． できればその際に，正弦関数的な変化を図に盛り込む方法などがあれば助言して頂けると助かります． どなたかよろしくお願いします．
- ベストアンサー
- 科学
- 高校物理 単色光の屈折と色
高校物理、光の屈折分野について質問があります。 単色光が空気から水に入射されたとき、その光は屈折を起こします。 となるとvもλも変わってしまうと思うのですが、（fは一定のため）その光がもつ色は変化しないのはなぜでしょうか？波長が変わったとしたら色も変わってしまうはずだと思うのですが…。 光が曲がらなければ（入射角＝屈折角）λは変わらないとは思いますが、異なる媒質へ進んだ場合光が進む速度は変わってしまうものですし… どうして色は変わらないのですか？ 画像は波長が変わってしまうというイメージ図です。汚くてすみません。
- ベストアンサー
- 物理学
- 半導体レーザー：端面での電界振動は定在波の腹or節？
こんにちは、半導体レーザーに関して解決できずに困っている疑問があります。 お詳しい方、ご教授頂けないでしょうか。 活性層内において光が定在波を作り、レーザー発振しますよね。 ではその定在波が立つとき、その端面は定在波の腹になるのでしょうか、節になるのでしょうか。 つまり、自由端反射になるか、固定端反射になるかということになります。 以下、この疑問に到達した経緯を簡単に説明します。 これまで見てきた幾つかの本では、端面が定在波の節（固定端）であるとして説明されていました。 余り深く考えずにこれを受け入れていましたが、別の本にて以下の記述を見つけました。 「屈折率の小さい媒質から大きい媒質へ入射する場合に波は固定端となり、 逆の場合が自由端となる。半導体レーザーの場合は、半導体の屈折率が 高いため、端面は常に自由端となり、ここでの電場振動は腹となる」 (参考まで：わかる半導体レーザの基礎と応用 平田照二著 CQ出版社) レーザーに関わらず、「屈折率の小さい媒質から大きい媒質へ入射する場合に波は固定端となり、 逆の場合が自由端となる。」についてだけでも、ヒントを頂けないでしょうか。 一体どうしてそうなるのか自分だけではサッパリで、糸口が見当たりません。 どうぞ宜しくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- コーナーキューブ内部の光路長
コーナキューブに入射する光を考えます。 コーナーキューブは図のように立方体の一部を斜めに切り取った形状のもので、（視野角以内で）入射した光をその方向に返します。 入射する面の方程式を定義し、入射面より光源側の座標を適当に決め入射面上の座標も任意に決めその二点を通る入射光（直線）の方程式を定義し、その後内部を反射する過程で其々の座標が反転するというコーナーキューブの特性より内部の反射面との交点を求めたのですが、三回目の座標が入射面を超えた部分にきてしまい光がコースアウトしてしまいます？皆さんならばどのように光路長を求めますか？アプローチをお願いします。 ここで、内部の座標の反転に関しては手短に説明いたしますと、xy面に当たった光はz座標が反転し、yz面に当たった光はx座標が反転します。 皆さん、エンジニアだと思うのでコーナーキューブはご存知かと思います。特性も画像もネット検索ですぐに出てきます。
- 締切済み
- 物理学
- 半波長コンデンサと平面波は相互作用するでしょうか？
半波長コンデンサと平面波は相互作用するでしょうか？ 半波長の長さを持つ平行平板を用いてコンデンサを構成してそこへ直流電圧をかけます。 するとＱ＝ＣＶで両方の電圧にそれぞれ逆符号の電荷が蓄えられます。 コンデンサの電極厚みや導電損失は無視できるとします。コンデンサは水平方向に置きます。 このとき添付図の左から垂直偏波を持つ平面波をコンデンサに向かって衝突させます。 （１）コンデンサの電極は入射電磁波の境界条件を満たすため何事もなく通り過ぎる。 （２）半波長の２枚の電極はＴＥＭ共振器を構成する。厚みによって決まる端からの放射 Ｑは有限な値を持つ。そのため入射電磁波は電極の端で反射を起こし一部エネルギ ーがコンデンサ内に共振エネルギーとして捕まえられる。 （３）電磁波と物質との相互作用は基本的に電気的なものである。二つの電極に蓄積された 電極が入射波と衝突を起こして一部散乱または吸収される。 どれも間違っているかも知れませんが私は（１）か（２）ではないかと思っています。（３） は電気的に関係ありそうですがコンデンサは固定されているので関係ないかなとも思いますが 自信がありません。コンデンサは電気ダイポールアンテナのようにみえませんか？ ＥＭＣの仕事をやりながらふと気になって質問させていただきました。よろしくお願いします
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
私自身がまだ、光学をさほど理解していないため、今回の回答で すべてが分かった訳ではありませんが、かなりイメージがはっき りとしました。物理系の回答でしたが、光学に自分なりに置き換 えて考え、理解の助けとなりました。 どうもありがとうございました。