《大学物理实验》课程教学课件（PPT讲稿）光学——旋光仪

用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度实验仪器实验目的实验原理实验内容数据记录注意事项

用旋光仪测旋光性溶液的旋 光率和浓度 实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容 数据记录 注意事项

【实验目的】（1）观察线偏振光通过旋光物质的旋光现象。（2）了解旋光仪的结构原理（3）学习用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度

(1) 观察线偏振光通过旋光物质的旋 光现象。 (2) 了解旋光仪的结构原理。 (3) 学习用旋光仪测旋光性溶液的旋 光率和浓度。 【实验目的】

【实验仪器】旋光仪的结构如图1所示1一光源：2会聚透镜；3一滤色片4一起偏片；5一石英片6一测试管；7一检偏片；8一望远镜物镜；0009一刻度盘；10一望远镜日镜

旋光仪的结构如图1所示 【实验仪器】 1—光源； 2会聚透镜； 3—滤色片； 4—起偏片； 5—石英片； 6—测试管； 7—检偏片； 8—望远镜物镜； 9—刻度盘； 10—望远镜目镜

（实验原理）检编器起偏器测试管光源*如图2所示，线偏振光通过某些物质的溶液（特别是含有不对称碳原子物质的溶液如蔗糖溶液等）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。旋转的角度称为旋转角或旋光度。它与偏振光通即过的溶液长度和溶液中旋光性物质的浓度成正比=acl(1)

【实验原理】 如图2所示，线偏振光通过某些物质的溶液（特别是 含有不对称碳原子物质的溶液如蔗糖溶液等）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。旋转的角度称为旋转角或旋光度。它与偏振光 通过的溶液长度和溶液中旋光性物质的浓度成正比， 即 （1） 起起  = acl

式中称为该物质的旋光率．它在数值上等于偏振光通过单位长度（1分米）、单位浓度（1克／毫升）的溶液后引起振动面旋转的角度。用克／毫升表示，用分米表示测量时，先将旋光仪中起偏镜和检偏镜的偏振轴调到相互正交，这时在目镜中看到最暗的视场然后装上测试管。转动检偏镜，使因振动面旋转而变亮的视场重新达到最暗，此时检偏镜的旋转角度即表示被测溶液的旋光度。因为人的眼晴难以准确地判断视场是否最暗故多采用半荫法，用比较视场中相邻两光束的强度是否相同来确定旋光度

式中称为该物质的旋光率．它在数值上等于偏 振光通过单位长度 (1分米)、单位浓度（1克／ 毫升）的溶液后引起振动面旋转的角度。用克／ 毫升表示，用分米表示。 测量时，先将旋光仪中起偏镜和检偏镜的偏振 轴调到相互正交，这时在目镜中看到最暗的视场； 然后装上测试管。转动检偏镜，使因振动面旋转 而变亮的视场重新达到最暗，此时检偏镜的旋转 角度即表示被测溶液的旋光度。 因为人的眼睛难以准确地判断视场是否最暗， 故多采用半荫法，用比较视场中相邻两光束的强 度是否相同来确定旋光度

具体是在起偏镜后再加一石英晶体片，此石英片和起偏镜的一部分在视场中重叠。随石英片安放位置的不同，可将视场分为两部分[图3（a)]或者三部分[图3（b）]。石英片石英片起偏镜.起偏镜(a）两分视场(b）三分视场图3石英片的两种安放方式

具体是在起偏镜后再加一石英晶体片，此石 英片和起偏镜的一部分在视场中重叠。随石英 片安放位置的不同，可将视场分为两部分 [图 3(a)]或者三部分[图3（b）]。 图3 石英片的两种安放方式

当旋转检偏片时，在目镜中视场的变化如下图所示29BB0ApA.二分视场时0三分视场时(d)(c)(b)(a)图4转动检偏片时，日镜中视场的亮暗变化图

图4 转动检偏片时，目镜中视场的亮暗变化图 当旋转检偏片时，在目镜中视场的变化如下图所示

由于在亮度不太强的情况下，人眼辨别亮度微小差别的能力较大所以常取图3（b）所示的视场作为参考视场，并将此时检偏镜的偏振轴所指的位置取作刻度盘的零点

由于在亮度不太强的情况下，人 眼辨别亮度微小差别的能力较大， 所以常取图3(b)所示的视场作为参 考视场，并将此时检偏镜的偏振轴 所指的位置取作刻度盘的零点

（实验内容）1调整旋光仪（1）调节旋光仪的目镜，使能看清视场中两（或三）部分的分界线（2）转动检偏镜，观察并熟悉视场明暗变化的规律．检验零点位置。记下刻度盘上的相应读数（旋光仪上双游标的读数和数据处理方法与分光计类似）。（3）根据半荫法原理，测量透过起偏镜和石英片的两束偏振光振动面的夹角。4）将溶剂（如蒸馏水）注入测试管，然后装进旋光仪，检验溶剂是否有旋光现象

【实验内容】 1．调整旋光仪 （1）调节旋光仪的目镜，使能看清视场中两 (或三)部分的分界线。 （2）转动检偏镜，观察并熟悉视场明暗变化 的规律．检验零点位置。记下刻度盘上的 相应读数（旋光仪上双游标的读数和数据 处理方法与分光计类似）。 （3）根据半荫法原理，测量透过起偏镜和石 英片的两束偏振光振动面的夹角。 （4）将溶剂（如蒸馏水）注入测试管，然后 装进旋光仪，检验溶剂是否有旋光现象

2.测定旋光性溶液的旋光率和浓度（1）由于旋光率与所用光波波长、温度以及浓度均有关系，所以测定旋光率时应对上述各量作出记录或加以说明。（2）将纯净待测物质（如蔗糖）事先配制成不同百分浓度的溶液，分别注入同一长度的试管内。测出在不同浓度下的旋光度?，然后在坐标纸上作~C曲线（要求光滑），并由此算出该物质的旋光率。（3）测出待测溶液的旋光度，再根据旋光曲线（～）确定待测溶液的浓度

2.测定旋光性溶液的旋光率和浓度 （1）由于旋光率与所用光波波长、温度以及浓 度均有关系，所以测定旋光率时应对上述各量 作出记录或加以说明。 （2）将纯净待测物质（如蔗糖）事先配制成不 同百分浓度的溶液，分别注入同一长度的试管 内。测出在不同浓度下的旋光度 ，然后在坐 标纸上作 ~ 曲线（要求光滑），并由此算 出该物质的旋光率。 （3）测出待测溶液的旋光度,再根据旋光曲线 （~）确定待测溶液的浓度。   c