旋光仪的应用.doc

旋光仪的应用预习思考题：1 为什么通常用钠黄光（=589.3nm）来测旋光率？答：实验表明，同一旋光物质对不同波长的光有不同的旋光率。在一定的温度下，其旋光率与入射光波长的平方成反比，即随波长的减小而迅速增大，这种现象称为旋光色散。考虑到旋光色散的存在，为了方便、统一，目前各类手册中所给各旋光物质的旋光率都是用钠黄光的D线（=589.3nm）来测定的。所以实验中常用此光来测旋光率。2 为什么要确定旋光仪的零点？如何确定零点？答：调节零点是为了便于测量、计算旋光物质的旋光度，进而测出其旋光率和浓度。由教材可知从仪器目镜中看到的视场应是三分视场，确定零点就是调节出使每三分视场的界面消失，亮度均匀，且较暗时的位置，此位置即为测量时的零点。3 为什么在装待测液的试管中不能留有较大气泡？答：因为若试管中留下较大气泡，则试管中的溶液厚度就不能用试管长度代替，而其厚度难以测定，故而影响对其旋光率和浓度的测定。同时，大的气泡会影响观察视场中的变化，从而影响旋光度的测量，所以试管中不应留有较大气泡。实验后思考题：1 为什么说半荫法测定旋光度比单用两块偏振片测量时更方便、更准确？答：用两块偏振片测量时，需将两块偏振片的偏振轴调至正交，此时，从目镜中看到的视场将是最暗的，这就是测量需确定的零点。实际操作中，因人眼很难准确地判断视场是否最暗，即难以把握两块偏振片的偏振轴完全正交，所以测量时，判断较难，误差较大。而采用半荫法，是用比较视场中相邻两光束的强度是否相同来代替视场是否达到最暗，即把目镜中三分视场的分界线消失、亮度均匀且较暗的状态作为参考视场（零点）进行测量，所以测量中既便于观察调节，又容易判断。由此可知用半荫法测量比单用两块偏振片测量更方便、更准确。2 对波长=589.3A的钠黄光，石英的折射率为n0=1.5442，ne=1.5533。如果要使垂直入射的线偏振光（其振动方向与石英片光轴的夹角为），通过石英片后变为振动方向转过2的线偏振光，问石英片的最小厚度应为多少？解：要使振动方向旋转2角，由波片的作用可知，让其通过一个晶体半波片即可。又由半波片的定义可知：当偏振光通过半波片后，光和e光的光程差为： 即 在石英中o光比e光速度快，且由上式可知当K=0时，厚度d有最小值，将n0=1.5442，ne=1.5533代入 补充知识： 一束光射向各向异性的晶体时，在进入晶体后，往往分裂成两束光线，它们沿不同方向折射，这种现象称为晶体的双折射现象。两束光中一束恒遵守折射定律称为寻常光（或o光）；另一束不遵守折射定律，称为非寻常光（或e光）。在晶体内部存在着某一方向，在这个方向上不产生双折射现象，这一方向称为晶体的光轴。晶体有正晶体（石英等），负晶体（方解石等）之分。在正晶体中，o光比e光的速度快，负晶体中e光比o光快。由此在经过厚度为d的晶片后，两束光之间将产生相位差和光程差： 式中n快、n慢分别表示晶体对o光和e光的折射率，表示入射偏振光在真空中的波长，d为晶体的厚度。用双折射晶体制成的其表面平行于其光轴、且能使振动相互垂直的两束光（o光和e光）产生固定相位差的光学元件，称为波片。当波片的厚度满足 时，称其为波片；当波片的厚度满足 时，称其为半波片或1/2波片；满足时，则称为全波片。入射光通过全波片后，仍为线偏振光其振动方向与入射光振动方向平行；通过1/2波片后，仍为