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6 de março de 2020
Princípios de espectroscopia de dicroísmo circular (2)
6 de outubro de 2020

Princípios de espectroscopia de dicroísmo circular (1)

Sobre polarização

A natureza eletromagnética da luz é descrita nos primeiros capítulos, em “propriedades da luz”. Ondas eletromagnéticas contém componentes relacionados a campos elétricos e magnéticos que oscilam perpendicularmente à direção de propagação de um feixe de luz.

Na luz natural, estes componentes vibram em muitas direções, por outro lado, na luz linearmente polarizada, estas vibrações são confinadas em um plano único (figura1-1, superior). Outra forma de polarização é de luz circularmente polarizada, onde há rotação do plano de vibração de acordo com a propagação do feixe de luz (figura1-1, inferior).

Fig. 1-1 Linearly polarized light (upper), circularly polarized light (lower)

Fig. 1-2 Linearly polarized light vs. circularly polarized light*

Polarização linear é obtida ao passar luz através de um elemento ótico (polarizador) onde os eixos do cristal e a orientação de moléculas são alinhados. Polarização circular ocorre quando a fase de um vetor de onda ortogonal (vetor de campo elétrico) se desvia em ¼ do comprimento de onda.

Luz polarizada circularmente pode ser polarizada para a esquerda (El) ou para a direita (Er), sendo a luz polarizada linearmente a soma entre Er e El, de mesma intensidade (figura 2, superior). Quando El e Er têm intensidades diferentes, define-se luz com polarização elíptica (figura 2, inferior).

Fig. 2-1 Sum of circularly polarized light components
El = Er: linearly polarized light (upper)
El ≠ Er:elliptically polarized light (lower)

Fig. 2-2 Sum of circularly polarized light and linearly polarized light*

Rotação ótica e princípio de medições em ORD

Substâncias oticamente ativas são moléculas que apresentam imagens espelhadas em formas “L” e “D”. Alguns exemplos são a talidomida e o gliceraldeido. Este tipo de substância causa a rotação do plano de polarização da luz polarizada linearmente, referenciado como rotação ótica (OR). A dependência de comprimento de onda de OR é chamada de dispersão ótica rotacional (ORD).

Como demonstrado pela figura 3, quando a luz polarizada linearmente no eixo y tem seu plano de polarização rotacionado para a esquerda, referencia-se como rotação ótica “levo” (l) ou (-). Por outro lado, quando a rotação é para a direita tem-se uma rotação ótica “dextro” (d) ou (+). O ângulo de rotação é dado por α, que pode ter um valor positivo ou negativo.

Princípios de medição de dicroísmo circular

Dicroísmo circular (CD) é um fenômeno no qual o grau de absorção de luz polarizada circularmente para a esquerda e direita é diferente dentro de uma faixa de comprimento de onda, para uma determinada substância oticamente ativa. A medição ocorre quando as luzes polarizadas circularmente para direita e esquerda atravessa uma amostra oticamente ativa, que depois é polarizada elipticamente, de maneira a ser expressa pela sua elipsidade θ (figura 4). Um gráfico que representa a elipsidade em função do comprimento de onda é chamado de espectro de dicroísmo circular.

*EMANIM animations used with permission by Dr. Andras Szilagyi: http://emanim.szialab.org/

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