旋光现象及应用

旋光现象及应用第1页，共12页，2023年，2月20日，星期六【实验目的】1、观察了解线偏振光通过旋光物质的旋光现象；2、了解旋光仪的结构、工作原理及其使用方法；3、学会用旋光仪测糖溶液的旋光率和浓度；

第2页，共12页，2023年，2月20日，星期六【实验原理】

偏振光通过某种物质后，其振动面将以光的传播方向为轴线转过一定的角度，这种现象叫做旋光现象。旋转的角度称为旋光度。

凡能使线偏振光通过后将其振动面旋转一定角度的物质，称作旋光性物质。旋光性物质不仅限于像石英、朱砂等固体，还包括糖溶液、松节油等具有旋光性质的液体。不同的旋光性物质可使偏振光的振动面向不同方向旋转。若面对光源，使振动面逆时针旋转的物质称为左旋物质；使振动面顺时针旋转的物质称为右旋物质。第3页，共12页，2023年，2月20日，星期六第4页，共12页，2023年，2月20日，星期六【实验仪器】图1旋光仪构造示意图1.底座；2．度盘调节手轮；3．刻度盘；4．目镜；5．度盘游标；6．物镜；7．检偏片；8．测试管；9．石英片；10．起偏片；11．会聚透镜；12．钠光灯光源第5页，共12页，2023年，2月20日，星期六

测量采用半荫法，钠光灯发出的光经起偏片后成为平面偏振光，在半波片（劳伦特石英片）处产生三分视场。检偏片与刻度盘连在一起，转动度盘调节手轮即转动检偏片，可以看到三分视场各部分的亮度变化情况，如图2所示。其中（a）、（c）为大于或小于零度视场，（b）为零度视场，（d）为全亮视场。找到零度视场，从度盘游标处装有放大镜的视窗读数。

a．>或<零度视场b．零度视场c．<或>零度视场d．全亮视场图2零度视场的分辨第6页，共12页，2023年，2月20日，星期六

将装有一定浓度的某种溶液的试管放入旋光仪后，由于溶液具有旋光性，使平面偏振光旋转了一个角度，零度视场便发生了变化，转动度盘调节手轮，使再次出现亮度一致的零度视场，这时检偏片转过的角度就是溶液的旋光度，从视窗中的读数可求出其数值。

如图3所示，读数装置由刻度盘和游标盘组成，其中刻度盘与检偏镜连为一体，并在度盘调节手轮的驱动下可转动。为了避免刻度盘的偏心差，在游标盘上相隔180度对称地装有左右两个游标，测量时两个游标都读数，取其平均值。图3旋光仪读数示意图第7页，共12页，2023年，2月20日，星期六【实验内容】(1)接通电源并开启仪器电源开关，约5分钟后钠光灯发光正常，就可以开始工作；(2)调节旋光仪的目镜，使视场中a、b区域及分界线十分清晰；转动检偏器，观察并熟悉视场明暗变化的规律；(3)熟悉角游标尺的读数方法，记录最大仪器误差；(4)检查仪器零位是否准确，即在仪器未放试管时，将旋光仪调到图2（b）所示的状态，看到视场两部分亮度均匀且较暗时，记下刻度盘上左右两游标窗口上的相应读数，作为零位读数；(5)将盛满已知浓度（共四种）或未知浓度（一种）糖溶液的试管依次放入仪器内，重调目镜使a、b区域分界线清晰，再旋转检偏器使视场亮度均匀且较暗，如图2（b）所示的状态，从刻度盘上左右窗口记下相应的角度；(6)由偏振光被旋转的方向确定物质的旋光性（左旋还是右旋）；(7)利用已知的和测出的作图。确定糖溶液的旋光率；(8)从所作的曲线上查找出待测糖溶液的浓度。第8页，共12页，2023年，2月20日，星期六注意事项（1）溶液应装满试管，不能有气泡。如果试管中有气泡，应使气泡处于试管凸起处；（2）试管和试管两端透明窗均应擦净才可装上旋光仪；（3）操作中注意将试管放妥，避免将其摔踤；（4）仪器电源不要反复连续地开关，若钠光灯熄灭，需停几分钟后再开。第9页，共12页，2023年，2月20日，星期