蔗糖溶液旋光常数与温度的关系.pdf

第15卷 1991年 第4期 东祀重型机械学院学报 V o l 1 5N o 4 Jo u r n al o fN or the a st 工 ns titute o f H e avy 人 工 aeh in e ry 19 9x 蔗糖溶液旋光常数与温度的关系 基础部任克勤 摘要本文通过实验找出蔗糖熔液旋光常数 与温度的关系 关键词 旋光常数 中图分类号 4 36 3 1 引言 单色偏振光通过蔗糖熔液后 五矢量的振劝平 面要旋转 旋转的角度和光的波长 溶 液的浓度 溶液的长度 溶液的温度均有关系 有关资料介绍 己 口光的振 动平面旋转的 角 度与光的波长的平方成反比 在实验过程 中 采用 乳一5 8 9 3 n m的钠黄色光线 用这种 给定的单色偏振光做实验 在大学物理和物理实验书中给出了下述 公式 小一Z oL 其中 L为液体的长度 为液体的浓度 为旋光 常数 小为单色偏振光旋转的角度 这个 角度 可用旋光仪直接测定 2 旋光常 数 与温度的关系 在L和 给定的情况下 我们采用钠黄光作实验时发现 偏振光E矢量在通过蔗糖浓 液时 其振动平面旋转角度小和溶液温度有关 且 关系较复杂 我们采用上 海大庆光仪厂 出产的旋光仪 用钠灯 照明 蔗糖溶液的长度为 2m 溶液的浓 度C为0 19 ml 当变 化溶液的温度时 发现小也变化 实验数据如下 t 小 t 少 1 3 5 8 10 12 13 5 14 15 18 12 57 13 1 3 0 12 057产 12 0 57 夕 12 0 51 尸 1 2 0 48 产 12 0 54 产 1 2 0 48 尸 12 0 36 1 22 2 4c C 2 9 36 4 6 6 6 68 7 4 84 12 36 12 4 2 12 门 42 产 12 0 30 尹 12 0 24 尹 12 0 18 尹 1 2 0 12 产 12 0 9 1 2 0 9 产 1 2 0 9 产 19日0年6月15日收军J 第4期 任克勤蔗糖 溶液旋光常数与温度的关系367 根据 上述数据 可绘出中与t的关 系曲线如图 l所 示 根据曲线可求出一个近 似公 式 小一 a 占 t a 一12 二 一 2 罕 旦 二13 5 l二 刁c 这个公式大约在80 到15 中间 月 0 适用 由 至1 5 没有固定的 规 J全 勿 律 8 0 以上变化不大 根据小 L 1一 公式可算出值 小 b a 二共 答 L c t 乙 tLc J T 艺 9 0 67 5 t L 一 五 图1 甲与才关 系 1 6 0 0 9 一 d n 一1 儿 l N一6 7 59 一 jdm 一 lm l 3 振动面旋转的理论 止 一般原理 费涅耳曾证明 振动面旋转的现象乃是双折射的一种特殊形式 按费涅耳 假设 光在旋光物质中传播时 右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的速度是不 同的 对右旋物质 来说 右旋圆偏振光的速度大 对左旋物质来说 左旋圆偏光的速度大 对右旋物质 v 7 l 平面偏振光可看成是周期和振幅都相 同 而旋 转 方 向则相反的两个圆时偏振光合成的 令同时进入旋光物质的右旋圆偏振光 和左旋 圆偏 振光与沿AA振动的平 而偏振光等效 即右旋光与左旋光的E矢量是对称于月A平面的 如 图2偏振面旋转图3偏振面旋转 图2示 我们假定沿媒质已传到深度为Z的地方 假定 因左旋光到达z处比右旋光 到达Z处的相位小 即叭 时 偏振面右旋 如图3所 示 n 时 偏振面左旋 蔗糖熔液的旋光性与其温度的关系一可从分子结构方面给予定性的说明 蔗糖分子 具有一定规则的不对称性 这种不对称性使 其溶 液产生旋光现象 溶液温 度升高 分子热 运动加剧 必然破坏这种一定规则不对称性 破坏的程度与温度有关 从15 一C 左右 开始 随温度升高旋光常数下降显著 后来趋于 平缓 8 0 左右趋 于饱合 它说明温度高达一 定值后 对分子结构不对称性的破坏已达饱合 实验曲线已证明这种论断 参考文献 1华中工学院 物理实验 基础部分 人民教育出版社 198 1年12月 T C B兰斯别尔格 光学 下册 高等教育出版社 195 7年7 月 Th e R e lati on B etwee n the Sp ee ifie R o tatio n C o ns ta n t o fS u ero s e S o lu tio n a n dT em Pe ra tu r e 刀五N 亢eq122 AB STR ACT T he rela tio n betw een the spe eifie rotation eo nstan t o f the ue ro so s olu tio nan d tl ie te ln p