旋光現(xiàn)象及應(yīng)用

旋光現(xiàn)象及應(yīng)用第一頁，共十二頁，2022年，8月28日【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、觀察了解線偏振光通過旋光物質(zhì)的旋光現(xiàn)象；2、了解旋光儀的結(jié)構(gòu)、工作原理及其使用方法；3、學(xué)會用旋光儀測糖溶液的旋光率和濃度；

第二頁，共十二頁，2022年，8月28日【實(shí)驗(yàn)原理】

偏振光通過某種物質(zhì)后，其振動面將以光的傳播方向?yàn)檩S線轉(zhuǎn)過一定的角度，這種現(xiàn)象叫做旋光現(xiàn)象。旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度。

凡能使線偏振光通過后將其振動面旋轉(zhuǎn)一定角度的物質(zhì)，稱作旋光性物質(zhì)。旋光性物質(zhì)不僅限于像石英、朱砂等固體，還包括糖溶液、松節(jié)油等具有旋光性質(zhì)的液體。不同的旋光性物質(zhì)可使偏振光的振動面向不同方向旋轉(zhuǎn)。若面對光源，使振動面逆時針旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為左旋物質(zhì)；使振動面順時針旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱為右旋物質(zhì)。第三頁，共十二頁，2022年，8月28日第四頁，共十二頁，2022年，8月28日【實(shí)驗(yàn)儀器】圖1旋光儀構(gòu)造示意圖1.底座；2．度盤調(diào)節(jié)手輪；3．刻度盤；4．目鏡；5．度盤游標(biāo)；6．物鏡；7．檢偏片；8．測試管；9．石英片；10．起偏片；11．會聚透鏡；12．鈉光燈光源第五頁，共十二頁，2022年，8月28日

測量采用半蔭法，鈉光燈發(fā)出的光經(jīng)起偏片后成為平面偏振光，在半波片（勞倫特石英片）處產(chǎn)生三分視場。檢偏片與刻度盤連在一起，轉(zhuǎn)動度盤調(diào)節(jié)手輪即轉(zhuǎn)動檢偏片，可以看到三分視場各部分的亮度變化情況，如圖2所示。其中（a）、（c）為大于或小于零度視場，（b）為零度視場，（d）為全亮視場。找到零度視場，從度盤游標(biāo)處裝有放大鏡的視窗讀數(shù)。

a．>或<零度視場b．零度視場c．<或>零度視場d．全亮視場圖2零度視場的分辨第六頁，共十二頁，2022年，8月28日

將裝有一定濃度的某種溶液的試管放入旋光儀后，由于溶液具有旋光性，使平面偏振光旋轉(zhuǎn)了一個角度，零度視場便發(fā)生了變化，轉(zhuǎn)動度盤調(diào)節(jié)手輪，使再次出現(xiàn)亮度一致的零度視場，這時檢偏片轉(zhuǎn)過的角度就是溶液的旋光度，從視窗中的讀數(shù)可求出其數(shù)值。

如圖3所示，讀數(shù)裝置由刻度盤和游標(biāo)盤組成，其中刻度盤與檢偏鏡連為一體，并在度盤調(diào)節(jié)手輪的驅(qū)動下可轉(zhuǎn)動。為了避免刻度盤的偏心差，在游標(biāo)盤上相隔180度對稱地裝有左右兩個游標(biāo)，測量時兩個游標(biāo)都讀數(shù)，取其平均值。圖3旋光儀讀數(shù)示意圖第七頁，共十二頁，2022年，8月28日【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】(1)接通電源并開啟儀器電源開關(guān)，約5分鐘后鈉光燈發(fā)光正常，就可以開始工作；(2)調(diào)節(jié)旋光儀的目鏡，使視場中a、b區(qū)域及分界線十分清晰；轉(zhuǎn)動檢偏器，觀察并熟悉視場明暗變化的規(guī)律；(3)熟悉角游標(biāo)尺的讀數(shù)方法，記錄最大儀器誤差；(4)檢查儀器零位是否準(zhǔn)確，即在儀器未放試管時，將旋光儀調(diào)到圖2（b）所示的狀態(tài)，看到視場兩部分亮度均勻且較暗時，記下刻度盤上左右兩游標(biāo)窗口上的相應(yīng)讀數(shù)，作為零位讀數(shù)；(5)將盛滿已知濃度（共四種）或未知濃度（一種）糖溶液的試管依次放入儀器內(nèi)，重調(diào)目鏡使a、b區(qū)域分界線清晰，再旋轉(zhuǎn)檢偏器使視場亮度均勻且較暗，如圖2（b）所示的狀態(tài)，從刻度盤上左右窗口記下相應(yīng)的角度；(6)由偏振光被旋轉(zhuǎn)的方向確定物質(zhì)的旋光性（左旋還是右旋）；(7)利用已知的和測出的作圖。確定糖溶液的旋光率；(8)從所作的曲線上查找出待測糖溶液的濃度。第八頁，共十二頁，2022年，8月28日注意事項(xiàng)（1）溶液應(yīng)裝滿試管，不能有氣泡。如果試管中有氣泡，應(yīng)使氣泡處于試管凸起處；（2）試管和試管兩端透明窗均應(yīng)擦凈才可裝上旋光儀；（3）操作中注意將試管放妥，避免將其摔踤；（4）儀器電源不要反復(fù)連續(xù)地開關(guān)，若鈉光燈熄滅，需停幾分鐘后再開。第九頁，共十二頁