文档介绍：用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度[实验目的]观察线偏振光通过旋光物质的旋光现象学****用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度[实验原理]如图所示,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)后,线偏振光的振动面将旋转一定的角度φ,这种现象称为旋光现象。旋转的角度φ称为旋转角或旋光度。它与偏振光通过的溶液长度l和溶液中旋光性物质的浓度c成正比, 即φ=αcl式中,α称该物质的旋光率,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。c用克/毫升表示,l用分米表示。图1-1观测偏振光的振动面旋转的实验原理图实验表明,同以旋光物质对不同波长的光有不同的旋光率;在一定温度下,它的旋光率与入射光波长λ的平方成反比,这个现象称为旋光色散。本实验我们采用钠黄线的D线(入=)来测定旋光率。若已知待测旋光性溶液的浓度c和液柱的长度l,测出旋光度φ就可由上式计算出其旋光率。显然,在液柱的长度l不变时,依次改变浓度c,测出相应的旋光度φ,然后画出φ~c曲线—旋光曲线,利用最小二乘法处理数据,求出旋光率α。理论上,温度在14°~30°C时,蔗糖的旋光率为:αt=(+-)[1-(t-20)]。利用求出的旋光率,测出旋光性溶液的旋光度,可确定溶液中所含旋光物质的浓度。[装置介绍]1—光源;2—会聚透镜;3—滤光片;4—起偏镜;5—石英片;6—测试管;7—检偏镜;8—望远镜物镜;9—刻度盘;10—望远镜目镜;图2-1旋光仪示意图测量物质旋光度的装置称为旋光仪,其结构如图2—1所示。测量时,先将旋光仪中起偏镜(4)和检偏镜(7)的偏振轴调到相互正交,这时在目镜(10)中看到最暗的视场;然后装上测试管(6),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。具体装置见图3—1。在起偏镜后在加一石英晶体片,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—1(a)]或者三部分[图3—1(b)]。同时在石英片旁装上一定厚度的玻璃片,以补偿由石英片产生的光强变化。取石英片的光轴平行于自身表面并与起偏镜的偏振轴成一角度(仅几度)。由光源发出的光经起偏镜后变成线偏振光,其中一部分光再经过石英片(其厚度恰使在石英片内分成的光和光的位相差为的奇数倍,出射的合成光仍为线偏振光),其振动面相对于入射光的偏振面转过了,所以进入测试管的光是振动面间的夹角为的两束线偏振光。(a)两分视场的(b)三分视场的图3—1石英片的两种安装方式在图3—2中,如果以和分别表示起偏镜和检偏镜的偏振轴,表示透过石英片后偏振光的振动方向,表示与的夹角,表示与的夹角;再以和分别表示通过起偏镜和起偏镜加石英片的偏振光在检偏镜偏振轴方向的分量;则由图3—2可知,当转动检偏镜时,和的大小将发生变化,反映在从目镜中见到的视场上将出现亮暗的交替变化(见图3—2的下半部)。图中列出了四种显著不同的情形:(a),,通过检偏镜观察时,与石英片对应的部分为暗区,与起偏镜对应的部分为亮区,视场被分为清晰的两(或三)部