偏振光旋光实验.docx

偏振光旋光实验论文刘翔（学号：101201018）组别：1012-1 A2（解放军电子工程学院三系12队）摘要：本文首先介绍了偏振光旋光实验的实验目的、原理和内容，并介绍本实验中的仪器的基本操作方法，继而对其中的问题进行简略的阐述及提出些许建议。关键词：偏振光旋光 旋光仪 光功率计 葡萄糖水溶液实验目的：1、理解旋光仪的工作原理、能正确搭建和调整光路。2、了解一些物质的旋光性，会测定物质的旋光度。3、能自主的完成本实验的基本操作。实验仪器：图1偏振光旋光实验仪1、半导体激光器（S），2、起偏器及转盘，3、样品管调节架，4样品试管5、检偏器及转盘，6、光强探测器（硅光电池），7、光功率计注意事项1、半导体激光器的功率较大，不要用眼睛直接观察激光束。2、半导体激光器不可直接入射探测器，避免损坏探测器。3、测量时光功率计的量程一般置于01.999mw,实验中可根据实验需要再调整到01999.9w。4、测量应注意使激光束入射至探测器的中间部位。图2实验装置实体图【实验原理】线偏振光通过某些物质的溶液后，偏振光的振动面将旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。旋转的角度称为该物质的旋光度。通常用旋光仪来测量物质的旋光度。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶液的性质、溶液浓度、样品管长度、温度及光的波长等有关。当其它条件均固定时，旋光度与溶液浓度C呈线性关系，即=C （1） 上式中，比例常数与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度及光的波长等有关，C为溶液的浓度。 物质的旋光能力用比旋光度即旋光率来度量，旋光率用下式表示： 【】t=l*C （2）式中， 【】t右上角的表示实验时温度(单位：),是指旋光仪采用的单色光源的波长(单位：nm)，为测得的旋光度（），l为样品管的长度（单位：dm），C为溶液浓度（单位：g/100mL）。由(2)式可知： 偏振光的振动面是随着光在旋光物质中向前进行而逐渐旋转的，因而振动面转过角度透过的长度l成正比。 振动面转过的角度不仅与透过的长度l成正比，而且还与溶液浓度C成正比。 如果已知待测溶液浓度C和液柱长度l，只要测出旋光度就可以计算出旋光率。如果已知液柱长度l为固定值，可依次改变溶液的浓度C，就可以测得相应旋光度。并作旋光度与浓度的关系直线，从直线斜率、液桩长度l及溶液浓度C，可计算出该物质的旋光率；同样，也可以测量旋光性溶液的旋光度，确定溶液的浓度C。旋光性物质还有右旋和左旋之分。当面对光射来方向观察，如果振动面按顺时针方向旋转，则称右旋物质；如果振动面向逆时针方向旋转，称左旋物质。表1给出了一些药物在温度t=20，偏振光波长为钠光589.3nm(相当于太阳光中的D线)时的旋光率。表1某些药物的旋光率（单位：（）g-1cm3dm-1）药名【】20药名【】20果糖-91.9桂皮油-1+1葡萄糖+52.5+53.0蓖麻油+50以上樟脑（醇溶液）+41+43维生素+21+22蔗糖+65.9氯霉素-20-17山道年（醇溶液）-175-170薄荷闹-50-49【实验内容】1、组装偏振光旋光实验仪组装偏振光旋光实验仪时，现将各器件组装完整，继而认真仔细的进行调节、校准，使之能较好的应用于实验中。在实验使用中，每测一次就必须对该仪器进行校准调节，否则会影响实验结果。2、观察光的偏振现象 在光具座上先将半导体激光器发出的激光束与起偏器、光功率计探头调节成等高同轴。调节起偏器转盘，使输出偏振光最强（半导体激光器发出的是部分偏振光）。再将检偏器放在光具座的滑块上，使检偏器与起偏器等高同轴（检偏器与起偏器平行）。调节检偏器转盘使从检偏器输出光强为零(一般调不到零，只能调到最小)，此时检偏器的透光轴与起偏器的透光轴相互垂直，继续调节检器转盘，使从检偏器输出光强再次为零或者最小，分别读出这两次光强为零时检偏器转盘的读数，应该相差180。3、观察葡萄糖水溶液的旋光特性将样品管（内有葡萄糖溶液）放于支架上，用白纸片观察偏振光入射至样品管的光点和从样品管出射光点形状是否相同，以检验玻璃是否与激光束等高同轴。调节检偏器转盘，观察葡萄糖溶液的旋光特性，是右旋还是左旋。4、定量测量葡萄糖水溶液的浓度（1）将已经配置好的装有不同的容积克浓度（单位：g/100mL）的葡萄糖水溶液的样品管放到样品架上，测出不同浓度C下旋光度值。并同时记录测量环境温度和记录激光波长。葡萄糖水溶液的浓度配制成C0、C0/2、C0/4、C0/8，0（纯水，浓度为零)，共5种试样，浓度C0取24至30%左右为宜。分别将不用浓度溶液注入相同长度的样品试管中。测量不同浓度样品的旋光度（多次测量取平均）。 （2）可以以溶液浓度为横坐标，旋光度为纵坐标，绘出葡萄糖溶液的旋光直线，由此直线斜率代入公式(2),求得葡萄糖的旋光率。数据表格处及理不同浓度的旋光物质的旋光度测量表2不同浓度溶液的旋光度的测量（理想数据） 测量角度浓度(gcm-3)旋光度（）旋光度平均值123456C0C0/2C0/4C0/80（纯水）实验结论分析（1）通过本实验，全面了解了旋光仪的工作原理，能正确的搭建和调整光路，并能自主、较好的进行实验，掌握基本的测定物质的旋光度的方法。（2）对于本实验，是测量不同浓度的葡萄糖水溶液的旋光率，相反也可以通过旋光物质的旋光率测定旋光物质的浓度，并通过反复测量检验实验测量结果。（3）本实验中，由于葡萄糖水溶液的提供不是很好，因此表格中所用数据为非实验数据，但是在教员的提示和指导下，依然了解到葡