有机化学/手性/旋光性
旋光性是指手性分子在观察中会使偏振光顺时针或逆时针旋转的现象。这种旋转是光与通过它的单个分子之间相互作用所固有的性质的结果。非手性物质或每种手性构型等量混合的物质（称为外消旋混合物）不会使偏振光旋转，但当物质中大部分具有特定手性构型时，平面可以向任一方向旋转。
偏振光是由可见光谱中的电磁波组成，所有这些波同时以相同方向振动。简单来说，想象一下光线像水波一样，有波峰和波谷。水波的所有波峰都几乎同时指向同一个方向（向上，对抗重力）。光通常不是这样 - 它的波峰和波谷通常是随机排列的，因此一束光线的波峰可能指向与另一束光线相差 90o 的方向。当所有光线都以相同方向指向波峰时，就像海洋中所有波浪都以波峰向上时，那么这些光线就被认为彼此偏振。
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那么为什么手性分子只影响偏振光，而不影响非偏振光呢？好吧，它们确实会影响非偏振光，但是由于光线没有特定的方向，因此影响无法被观察或测量。我们观察到偏振光线被旋转，因为我们在穿过手性物质之前知道了它们的方向，所以我们可以在之后测量变化的程度。
发生的事情是这样的：当光穿过物质（例如，含有手性或非手性分子的溶液）时，光实际上与每个分子的电子云相互作用，这些相互作用会导致光线振动平面的旋转。旋转的方向和大小取决于电子云的性质，因此可以推断出，两个具有相同电子云的相同分子会以完全相同的方式旋转光。这就是为什么非手性分子不表现出旋光性的原因。
然而，在非外消旋混合物的 手性溶液中，以更大数量存在的 手性分子在构型上彼此等同，因此每个分子都具有与其分子孪生体相同的电子云。因此，光与这些“主要”分子之一的电子云之间的每次相互作用都会导致旋转幅度和方向相同。当将数十亿亿次相互作用加起来形成一个统一的数字时，它们不会像外消旋混合物和非手性溶液那样相互抵消 - 相反，由于其分子特性，整个手性溶液被观察到在一个特定方向上旋转偏振光。
正是这种特异性导致了对映异构体化合物的旋光异构现象。对映异构体具有相同的化学结构（即它们的原子相同，并且以相同的顺序连接），但彼此互为镜像。因此，它们的电子云也相同，但实际上是彼此的镜像，而不是可叠合的。因此，对映异构体对旋转光的幅度（度数）相同，但它们各自以相反的方向旋转平面偏振光。如果一种手性版本具有将偏振光旋转到右侧（顺时针）的性质，那么该分子的手性镜像将把光旋转到左侧（逆时针）就说得通了。
等量的每种对映异构体不会导致旋转。这种类型的混合物称为外消旋混合物，它们的性质与非手性分子非常相似。
通过磁光效应，当一束偏振光穿过溶液时，分子 (-)-型会使偏振面逆时针旋转，而 (+)-型会使偏振面顺时针旋转。正是由于这一特性，它被发现，并因此得名旋光性。该特性最初由 J.B. Biot 于 1815 年观察到，并在制糖业、分析化学和制药行业中具有相当重要的意义。
1848 年，路易斯·巴斯德推断，分子结构的手性是造成旋光性的原因。他将酒石酸盐的手性晶体分类为左手型和右手型，发现溶液表现出相等且相反的旋光性。
J.C. Bose 于 1898 年引入了显示旋光性类似物但处于微波状态的人造复合材料，并从 1980 年代中期开始受到广泛关注。