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实验二 旋光仪测定溶液的浓度及旋光度
【实验目的】
加深对旋光现象的理解，观察线偏振光通过旋光物质的旋光现象。
掌握旋光仪的构造原理和使用方法。
测定糖溶液的比旋光率及其浓度。
【实验仪器】
1、WXG-4小型旋光仪
2、烧杯 3、蔗糖 4、葡萄糖 5、蒸馏水 6、物理天平 7、玻璃棒 8、温度计 等。
【实验原理】
光是电磁波，它的电场和磁场矢量互相垂直，且又垂直于光的传播方向。通常用电矢量代表光矢量，并将光矢量与光的传播方向所构成的平面称为振动面。在传播方向垂直的平面内，光矢量可能有各种各样的振动状态，被称为光的偏振态。若光的矢量方向是任意的，且各方向上光矢量大小的时间平均值是相等的，这种光称为自然光。若光矢量可以采取任何方向，但不同的方向其振幅不同，某一方向振动的振幅最强，而与该方向垂直的方向振动最弱，则称为部分偏振光。若光矢量的方向始终不变，只是其振幅随位相改变，光矢量的末端轨迹是一条直线，则称为线偏振光。
当线偏振光通过某些透明物质（例如糖溶液）后，偏振光的振动面将以光的传播方向为轴线旋转一定角度，这种现象称为旋光现象。旋转的角度φ称为旋光度。能使其振动面旋转的物质称为旋光性物质。旋光性物质不仅限于像糖溶液、松节油等液体，还包括石英、朱砂等具有旋光性质的固体。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，使振动面顺时针旋转的物质称为右旋物质；使振动面逆时针旋转的物质称为左旋物质。
实验证明，对某一旋光溶液，当入射光的波长给定时，旋光度φ与偏振光通过溶液的长度l和溶液的浓度c成正比，即
（1）
式中旋光度φ的单位为“度”，偏振光通过溶液的长度l的单位为dm ，溶液浓度的单位为。为该物质的比旋光率，它在数值上等于偏振光通过单位长度(m)单位浓度()的溶液后引起的振动面的旋转角度。其单位为度·ml·dm-1·g-1由于测量时的温度及所用波长对物质的比旋光率都有影响，因而应当标明测量比旋光率时所用波长及测量时的温度。例如 =°，它表明在测量温度为50°，所用光源的波长为5893时，°。
若已知某溶液的比旋光率，且测出溶液试管的长度l和旋光度φ，可根据式1求出待测溶液的浓度，即
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（2）
通常溶液的浓度用100ml溶液中的溶质克数来表示，此时上式改写成
（3）
在糖溶液浓度已知的情况下，测出溶液试管的长度l和旋光度φ，就可以计算出该溶液比旋光率，即
（4）
旋光仪的结构如图1
物质的旋光性测量的