9月以“科普向未来”为主题的2022年全国科普日活动在全国各地启动，作为中国仪器仪表学会下属科普基地的锐光凯奇也积极开展了关于光科学的科普活动，同时通过公众号推送相关的科普文章。希望借由科普让孩子们感悟科学魅力，树立科学意识，培养创新精神。
今天推送的内容是关于旋光色散。一提到色散，人们会不约而同地想起牛顿的三棱镜实验，图1：
1665年，牛顿利用一块三棱镜把白光分成了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，这就是著名的最美实验“光的色散”！“光的色散”本质是“光的折射”，是由于不同颜色的光相对于三棱镜具有不同折射率造成的。也正是由于牛顿对于光学的科学研究，从而开启了“光谱学”研究先河。视频1是演示棱镜的色散：
视频1 棱镜色散
在视频1中可以看到一束白光通过棱镜后把不同颜色的光分开，如图2所示：
图2 锐光凯奇提供的走入课堂使用的三棱镜色散演示系统
图2是锐光凯奇提供的走入课堂使用的三棱镜色散演示系统，可以观察到光线经过三棱镜折射后实现了把光线按照光谱色散开。
二、旋光色散现象
下面的视频2是介绍另外一种色散，旋光色散，不是通过折射的方法实现：
视频2 旋光色散
从视频2中可以看到，一束白光经过应力仪之后，当旋转检偏器时，通过蔗糖水溶液的白光居然产生了色散，显示不同的颜色。为了更加清楚地看到这个现象，使用带有刻度的大尺寸偏振片构成的旋光仪请读者再仔细观察这个现象，视频3：
视频3 旋光色散的现象
通过视频3可以看到光的色散现象，与三棱镜的色散不同，不同颜色的光在传播路径上一样，需要使用检偏器把不同波长的光“筛选”出来，这个现象被称为旋光色散。
三、什么是旋光色散
图3 旋光原理
视频2和3都是利用蔗糖水溶液的旋光性演示旋光现象。糖溶液放在两个偏振片中间，一个偏振片用于起偏，另一个偏振片用于检偏。单色偏振光通过液态旋光物质时，振动面转过的角度即旋光度ΔΦ，旋光度ΔΦ与旋光物质的性质、偏振光在旋光物质中经过的距离L、溶液浓度C有关，其关系为
ΔΦ=αCL
比例系数α是溶液的旋光率，它是与入射光波长有关的常数。旋光度大致与入射偏振光波长的平方成反比，这种旋光度随波长而变化的现象称为旋光色散。因为不同波长的偏振光通过旋光液体后旋转的角度不同，通过一个检偏器可以把这些波长的光筛选出来，就像一个滤光片一样。图4是使用锐光凯奇提供的径向偏振片来观看旋光色散，即不同波长的光通过一定长度的旋光物质后，对应的旋光角度不同，通过径向偏振片可以清楚看到色散现象。径向偏振的有关内容可以阅读往期的公众号推送内容进一步地了解。
图4 径向偏振片下的旋光色散
四、结语
要特别注意与棱镜色散完全不同的是，旋光色散是通过检偏器才能看到色散现象；而棱镜色散是光线通过折射分开可以直接用肉眼看到；由于旋光色散后不同波长的光仍然沿相同的路径传播，不借助偏振片看不到色散现象，利用这个特性，可以实现滤光片的功能。
旋光材料非常复杂，有左旋和右旋材料之分。感兴趣的读者可以通过参考书深入地了解。在今后的推送中，根据读者的需求，有可能专门推送一期关于旋光材料的内容。
这期内容最后以浅浅物理提供的七色花视频结束，请大家欣赏。
作者简介：孔志蕾，2007年毕业于四川师范大学，河北南宫中学高中物理教师，曾多次在自制教具比赛、实验说课比赛中获市一等奖，在省级期刊发表实验类文章十几篇，2020年创建个人公众号“浅浅物理”，以视频＋文字的形式分享高中物理实验和科学小实验。与锐光凯奇在教学实验、科普等方面进行长期合作。
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