Почему энантиомеры вращают плоскость поляризации света?

[ИСН]

Морские волны вообще плохой пример, у них не бывает поляризации. Или, иначе говоря, они by design поляризованы вертикально, и с этим ничего не поделать.

[Гесс]

ну где ж я возьму хороший пример. Если б он был его б в учебниках писали.
А так я пытаюсь подобраь макропримеры для описания каждого отдельного акта.
Мы ж можем принять что морская волна искажается? А то что в ней искажается не поляризация это другой вопрос.
Ну можем взять ту самую нашу веревку по которой как обычно бежит волна и слегка прижать ее струной или еще какой фигней в каком то месте под углом. Может тогда у нее угол поляризации поменяется. Я если честно никогда вживую этой серии волн бегущей по бечевке не видел.

Об ответе VTura мне надо подумать.

[Гесс]

Молекулам передается часть энергии волны - среда нагревается при прохождении света (закон Бугера-Ламберта-Бера), только это изменяет равновесное распределение по температуре и при небольших изменениях температуры не влияет на эффект (при больших влияет, но это уже о другом).

Чтото тут неладно.
1. При переориентации молекулы меняется энергия волны но не меняется ее поляризация? ОК.
2. Переориентация не моментальный процесс. Значит волна учитывает состояние (положение) молекулы во времени. Но положение то изменяется! Молекула в момент встречи с волной не замирает по стойке смирно в удобном для волны положении. Она продолжает свое беспорядочное движение из которых самое ужасное вращательное - молекула ни секунды не проводит в положении "поляризованное вверх". Если же мы рассматриваем исключительно момент встречи волны и молекулы то встречаются они опять же не в том виде как волне надо.

[VTur]

Попытаюсь ответить кратко, иначе будет нечитабельно

Энергия вращения лежит в МВ области, энергия наблюдения эффекта в видимой, отношение энергий более 3 порядков. Учитывать поглощение энергии на вращение ненужно - оно только засоряет модель.

Одна молекула не изменяет поляризацию - изменяет оооочень большое количество.

Скорость движения волны - распространания процесса в пространстве - скорость света, скорость вращения молекулы много меньше. Для волны они покоятся.

Для описания явления не обязательно рассматривать молекулу в каком-то определенном положении. Просто это удобнее.
На младших курсах физикам мы подобные являния объясняем на пальцах так. Возьмем лист резины и нарисуем в центре точку, проведем через неё векторы, один вертикально, один горизонтально и несколько под углом, растянем резину по вертикали, то, что лежал вертикально, удлинится больше всех, что горизонтально - не удлинится, остальные в зависимости от угла. Так и здесь. (закон Малюса)

Посмотрим пружине в заднепрходное отверстие, перевернем ее передом назад и посмотрим туду же - направление вращения не изменится - ориентация роли не играет. Пусть волна воздействует под углом, тогда возникнут движения в горизонтальном и вертикальном направлении, а дальше - пример с резиной. Чем легче молекулы ориентируются или уже имеют ориентацию, тем выраженнее эффект. Если не смесь опт изомеров - все вращение в одну сторону.

Играет роль температура - мера распределения молекул по углам.

[Гесс]

Энергия вращения лежит в МВ области, энергия наблюдения эффекта в видимой, отношение энергий более 3 порядков. Учитывать поглощение энергии на вращение ненужно - оно только засоряет модель.

Это я понимаю, но все таки оба явления относятся к одной волне. Хорошо, принимаю.

Одна молекула не изменяет поляризацию - изменяет оооочень большое количество.

Поляризацию волны? Но каждая молекула вносит свою лепту. Давайте сначала все таки в рамках одной молекулы разберемся

Скорость движения волны - распространания процесса в пространстве - скорость света, скорость вращения молекулы много меньше. Для волны они покоятся.

О чем я и говору. Значит таки каждая молекула вносит свое неповторимое изменение в деформацию волны и ее поляризацию. Может быть молекул повернутых в сторону которая нравится волне (усредненно в сторону) несколько более чем в другие направления. Но почему то у меня возникает мысль что если облучать светом малой интенсивности то процесс поворота в нужную сторону займет определенное время (хотя бы процесс увеличения доли молекул смотрящих более менее вверх). А тогда получится что величина угла поворота плоскости поляризации зависима от времени как минимум до наступления равновесия. А это как то некошерно. Правда вероятно этот процесс будет занимать микросекунды, но всеравно.

Мне таки недает покоя поворот молекулы. Ладно бы если мы светили поляризованными микроволнами. Именно они должны отвечать за вращение молекул. Но мы то светим видимым светом. Я понимаю что энергия электромагнитной волны не зависит от ее частоты а только от амплитуды, но как то больно странно.

[Гесс]

Допустим берем ахиральную молекулу. Светим ее плоскополяризованным светом. Получаем статистическое выравниваение молекулы по определенному направлению. Хорошо.
Начинаем вращать наш плоскополяризованный свет. Получаем циркулярно поляризованный свет. Правильно?
Каждая следующая волна подходящая к молекуле ставит своей целью повернуть ее под себя.
В результате циркулярнополяризованный свет должен вращать ахиральные молекулы. (я не говорю что он при этом чтото меняет в себе). Правильно?
Для меня внутренне логично что если предыдущие утверждения правильны, то следовательно плоскополяризованный свет должен вращать отдельно висящую хиральную молекулу причем в одну сторону. Собственно это же если я правильно понимаю постулируется тут:

Вращение светом.pdf

Так? Но опять таки ПОЧЕМУ? Мы ж только что вроде договорились, что плоскополяризованный свет просто ориентирует молекулу удобным ему образом, и не разбирается с ее хиральностью (во всяком случае вращательная составляющая) и только постфактум терпит (или нетерпит) деформацию от хиральной (или нехиральной) молекулы.
Или я опять все превратно понимаю?

[VTur]

Одна молекула не изменяет поляризацию - изменяет оооочень большое количество.

Поляризацию волны? Но каждая молекула вносит свою лепту. Давайте сначала все таки в рамках одной молекулы разберемся

Не очень понятно, что имелось в виду. Поворот плоскости поляризации волны - коллективное явление. Вспомните принцип Гюйгенса-Френеля. ТАм же происходит "суммирование" переизлученных волн.

Скорость движения волны - распространания процесса в пространстве - скорость света, скорость вращения молекулы много меньше. Для волны они покоятся.

О чем я и говору. Значит таки каждая молекула вносит свое неповторимое изменение в деформацию волны и ее поляризацию. Может быть молекул повернутых в сторону которая нравится волне (усредненно в сторону) несколько более чем в другие направления. Но почему то у меня возникает мысль что если облучать светом малой интенсивности то процесс поворота в нужную сторону займет определенное время (хотя бы процесс увеличения доли молекул смотрящих более менее вверх). А тогда получится что величина угла поворота плоскости поляризации зависима от времени как минимум до наступления равновесия. А это как то некошерно. Правда вероятно этот процесс будет занимать микросекунды, но всеравно.

Молекулы могут и не поворачиваться. Тогда просто придется рассматривать составляющие деформации в наилегчайшеи направлении и поперек. Я о них говорил перед этим. С введение поворотов исчезают некоторые промежуточные математические действия.

Мне таки недает покоя поворот молекулы. Ладно бы если мы светили поляризованными микроволнами. Именно они должны отвечать за вращение молекул. Но мы то светим видимым светом. Я понимаю что энергия электромагнитной волны не зависит от ее частоты а только от амплитуды, но как то больно странно.

Энергия волны пропорциональна четвертой степени частоты.

[VTur]

Допустим берем ахиральную молекулу. Светим ее плоскополяризованным светом. Получаем статистическое выравниваение молекулы по определенному направлению. Хорошо.
Начинаем вращать наш плоскополяризованный свет. Получаем циркулярно поляризованный свет. Правильно?
Каждая следующая волна подходящая к молекуле ставит своей целью повернуть ее под себя.
В результате циркулярнополяризованный свет должен вращать ахиральные молекулы. (я не говорю что он при этом чтото меняет в себе). Правильно?
Для меня внутренне логично что если предыдущие утверждения правильны, то следовательно плоскополяризованный свет должен вращать отдельно висящую хиральную молекулу причем в одну сторону. Собственно это же если я правильно понимаю постулируется тут:

Вращение светом.pdf

Так? Но опять таки ПОЧЕМУ? Мы ж только что вроде договорились, что плоскополяризованный свет просто ориентирует молекулу удобным ему образом, и не разбирается с ее хиральностью (во всяком случае вращательная составляющая) и только постфактум терпит (или нетерпит) деформацию от хиральной (или нехиральной) молекулы.
Или я опять все превратно понимаю?

Я не понимаю, что Вы не понимаете. И не знаю, что ответить.
Большинство не слишком больших молекул в жидкости и так вращаются в пространстве, если не находятся на нулевом вращательном уровне, и имеют кинетическую энергию вращения. Где-то читал, что даже какие-то белки вращатся в мембранах и в жидкости.
При взаимодействии с волной выполняются все законы сохранения.
Молекула получает импульс и момент импульса. Это регистрируется спектрометром как переход с одного вращательного уровня на другой. Можете считать, что она начала быстрее вращаться в пространстве. Термодинамически это выразится в повышении температуры. Пока идет волна, часть молекул вращается в одну сторону шустрее, чем в другую - действие волны, есть составляющая, возникающая из-за момента импульса. Прошла волна - равновесие восстанавливается.

[Гесс]

Ни разу не химия, однако:
http://ru.wikipedia.org/wiki/Velella_velella

Плавает на поверхности воды. Среди особей данного вида существует примерно равное количество «правосторонних» и «левосторонних» экземпляров: различаются по тому, в какую сторону по диагонали от переднего конца у них скошен «парус». При этом, если ветер дует постоянно в одном направлении, особи расходятся в разные стороны под углом 45° к ветру (90° друг к другу), формируя группы только «право-» или «левопарусных» животных[2].