大学物理实验报告 旋光物质溶液浓度测量
大学物理实验报告旋光物质溶液浓度测量实验目的：
本实验旨在使用偏光显微等方法来测量溶液中旋光物质的浓度。
实验原理：
旋光物质在偏光显微镜下显示出椭圆或其他外形的双极图像。双极图像经过校准可转变为圆形，而校准时所需的旋转角度圆形 degree和溶液中旋光物质的浓度成正比。偏光显微望远镜可以将光亮湮灭，同时可以观察旋光物质的双极图像是否圆形或其他外形，并进行浓度测量。
实验步骤：
1、准备偏光显微等所需要的实验器材，将旋光物质和溶剂混合，取一定体积样本置入部分；
2、将偏光显微等安装在适当的位置，使棱镜和物镜保持正交，并试着将调节螺钉置于等长处；
3、将棱镜与光源对准，在显微镜的观察镜上调节旋转角度以观察其双极图像是否圆形；
4、以最小的旋转角度满足双极图像为圆形，即可确定该溶液中旋光物质的浓度；
5、实验完成后，将器具放回原处。
实验结果：
根据本实验得出溶液中旋光物质的浓度为XXX，误差在XXX范围内。
旋光效应实验报告
旋光效应 摘要：通过旋光仪利用光的偏振特性来测量旋光物质对振动转过角度来测量了溶液的溶度。并分析各因素对此实验的影响。 关键词：三分视场；旋光角；溶度 中图分类号O432 文献标识码A 一. 引言 1911年，阿喇果（D. F. JArago）发现，当线偏振光通过某些透明物质时，它的振动面将会绕光的传播方向转过一定的角度。这种现象就叫旋光效应，光的振动面转过的角度称为旋光度，使光的振动面产生旋转的物质叫做旋光物质（进一步地，迎着光的传播方向看，使光的振动面顺时针转动的物质叫右旋物质，反之则为左旋物质）。常见的旋光物质有：石英、朱砂、酒石酸、食糖溶液、松节油等。利用旋光仪可以测定这些物质的比重、纯度或浓度。 二. 实验原理及内容 2.1 实验原理 溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶液的性质、溶液浓度、样品管长度、温度及光的波长等有关。当其它条件均固定时，旋光度与溶液浓度C呈线性关系。如果已知待测物质浓度C和液
柱长度，只要测出旋光度就可以计算出旋光率。如果已知液柱长度为固定值，可依次改变溶液的浓度C，就可测得相应旋光度。并作旋光度与浓度的关系直线，从直线斜率、长度及溶液浓度C，可计算出该物质的旋光率；同样，也可以测量旋光性溶液的旋光度，确定溶液的浓度C。 对于晶体一类的旋光物质，旋光度Q与光所透过的晶体厚度成正比；若为溶液，则正比于溶液在玻璃管中的长度L和溶液的浓度C：Q=αCL. （1） 式中的比例系数α称为旋光率，其含义为当L=10cm, c=1g/cm3时光振动方向转过的角度（对糖溶液而言，α与入射光波长λ及温度T 有关，对某些物质还与物质的浓度有关）。实验采用钠灯作为光源，实验过程中通常温度变化很小，可以忽略。玻璃管长度L已知，转角Q需要测量出来，这样，根据已知浓度C即可算旋光率α，再根据已知的α即可测定未知糖溶液浓度C。 2.2 实验仪器
旋光仪测旋光液体的浓度实验报告
实验19 旋光仪测旋光液体的浓度 林一仙 1实验目的 1） 观察光的偏振现象，加深对光偏振的认识； 2） 了解旋光仪的结构及测量原理； 3） 掌握旋光仪测定旋光液体浓度的方法。 2 实验仪器 WXG-4圆盘旋光仪、葡萄糖溶液样品试管 3 实验原理 3.1偏振光的获得与检测 1）偏振光的获得：使自然光通过偏振片就形成只有一个振动方向的线偏振光（平面偏振光）。 2）偏振光的检测：用偏振片观察偏振光时，转动偏振片，当偏振片的偏振化方向与偏振光的振动方向一致时可看到最大的光强度，当偏振片的偏振化方向与偏振光的振动方垂直时，光强度为零。用偏振片来观察自然光，转动偏振片观察时光强度保持不变。 3）物质的旋光性质：平面光通过旋物质时振动面相对入射光的振动面旋转了一定的角度，角度的大小（称旋光度）φ与偏振光通过旋光物质的路程l 成正比，对于旋光溶液，旋光度还与液体的浓度C 成正比。 ()()对于旋光溶液对于旋光晶体lC ，l α?α?== 其中а为旋光率。 3.2 旋光溶液旋光率及浓度的测定方法 ①用旋光仪测量一组不同浓度（浓度已知）的葡萄糖溶液的旋光度φ，用作图法处理数据，并求得旋光率а，l k =α ②用旋光仪测量未知浓度的旋光度x ?，可求得浓度l C x x α?=；也可利用 旋光关系曲线直接确定对应的浓度。 4 旋光仪的结构 4.1光学原理 从图1旋光仪的光路图可以看出，钠光灯射出的光线通过毛玻璃后，经聚光透镜成平行光，再经滤色镜变成波长为m 7 10893.5-?的单色光。这单色光通过起偏镜后成为平面偏振光，中间部分的偏振光再通过竖条状旋光晶片，其振动面相对两旁部分转过一个小角度，形成三分视场。 仪器出厂时把三分场均匀暗作为零度视场并调在度盘零度位置，三分场均匀暗的形成原理如图2所示。
用旋光测糖溶液的浓度
4.12用旋光测糖溶液的浓度 通过旋光度的测定可检查旋光性物质的纯度和含量，还可测定旋光性物质的反应速率常数，即研究旋光性物质的反应机理等。当这种平面偏振光通过旋光物质的溶液时，光的偏振面会向右旋转一定的角度，则该物质有右旋光性。同样道理，向左旋转的称为左旋光性。 光线从光源经过起偏镜，再经过盛有旋光性物质的旋光管时，因物质的旋光性致使偏振光不能通过第二个棱镜，必须转动（检偏镜），并带动标尺盘转动，由标尺盘读出转动的角度即为所测物质在此浓度时的旋光度，一种旋光物质的旋光度与该旋光物质浓度及偏振光通过待测液路径长度的乘积成正比。因此，在旋光检测仪中可以根据旋光度的大小来测定某物质溶液的浓度。 【实验目的】 1. 观察光的偏振现象和偏振光通过旋光物质后的旋光现象； 2. 了解旋光仪的结构原理； 3. 学习测定旋光性溶液的旋光率和浓度的方法； 4. 掌握用图解法处理数据. 【实验仪器】 WXG-4型圆盘旋光仪（如图4-12-1），盛未知浓度的葡萄糖溶液玻璃管数根。 图4-12-1WXG-4型旋光仪 【实验仪器介绍】
图4-12-2 WXG-4型旋光仪结构图 图4-12-3仪器还在视场调节 用WXG-4型旋光仪来测量旋光性溶液的旋光角，其结构如图4-12-2所示.为了准确地测定旋光角 ，仪器的读数装置采用双游标读数，以消除度盘的偏心差.度盘等分360格，分度值α=1°，角游标的分度数n=20，因此，角游标的分度值i=1/20=0．05o，与20分游标卡尺的读数方法相似。度盘和检偏镜联结成一体，利用度盘转动手轮作粗(小轮)、细(大轮)调节.游标窗前装有供读游标用的放
实验46+用旋光仪测定糖溶液的浓度
实验46 用旋光仪测定糖溶液的浓度 序 1911年，法国物理学家阿喇果（D. F. J Arago ）发现，当偏振光通过石英晶体时，它的振动面会绕光的传播方向转过一定的角度。随后（1815年），法国物理学家毕奥（Jean-Baptiste Biot ）在酒石酸中发现相同的现象，这种现象叫旋光效应。 旋光效应引起人们极大兴趣，近200年来，围绕产生旋光现象的原因、机理，科学家们进行了一系列大量探索，有力地推动了对物质结构的认识和有机化学的发展，与此同时，旋光现象也在化学、化工、物理、医学等领域有了大量应用。 【实验目的】 1） 了解旋光仪的结构和原理，观察旋光现象； 2） 学会用旋光仪测量蔗糖溶液浓度。 【实验器材】 圆盘旋光仪，试管，天平，量筒，烧杯，蒸馏水，蔗糖。 【实验原理】 平面偏振光在某些晶体或溶液中传播时，偏振光的振动面相对于原入射光的振动面旋转一个角度，晶体或溶液的这种性质称为旋光性．能够使平面偏振光的振动面发生旋转的物质，称为旋光性物质。 对于有旋光性的溶液，有 lc t λαψ][= （46-1） 其中：[] t λα——旋光率。当入射光为λ，溶液温度为t 0 C,线偏振光通过1分米液柱时， 若没毫升溶液中含有1g 旋光物质，线偏振光振动面所产生的旋转角。对于蔗糖溶液，有：[]5.6620 5893=α ，它表明在测量温度为20°，所用光源的波长为5893A 时，该旋光物质的旋光率为66.5°。旋光率随不同的溶液而异，对于同一种溶液来说，它是随波长而异的常数，实验室的旋光仪常以钠光作光源，故波长已定。而温度的改变，对旋光率稍有影响，就大多数物质来讲，当温度升高摄氏1度时，旋光率约减小千分之几。 l ---- 液柱（试管）长度； c ---- 溶液浓度； ψ---- 线偏振光通过l 长液柱时的旋转角。 若已知某溶液的旋光率，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 []t c l λ φ α= （462）
旋光仪测定溶液浓度及旋光度
实验二 旋光仪测定溶液的浓度及旋光度 【实验目的】 1、 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。 2、 掌握旋光仪的构造原理和使用方法。 3、 测定糖溶液的比旋光率及其浓度。 【实验仪器】 4、 1、WXG-4小型旋光仪 5、 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 cl φα= （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1 -?ml g 。α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(1 -?ml g )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 C A ?505893][ α=66.5°，它表明在测量温度为50°，所用光源的波长为5893A 时，该旋光物质的比旋光率为66.5°。 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
用旋光仪测量旋光性溶液的浓度
5.5 用旋光仪测量旋光性溶液的浓度 旋光仪（Polarimeter ）简介 偏振光通过某些透明物质时，其振动面以光的传播方向为轴而旋转一定角度（旋光度）的现象，称为旋光现象。能使偏振光的振动面旋转一定角度的物质，称为旋光物质。旋光仪是用两个尼科耳棱镜分别做起偏镜和检偏镜，依据马吕斯定律可以测量旋光物质的旋光度。 实验目的 1．观察与研究旋光现象； 2．了解旋光仪的结构原理； 3．学习用旋光仪测量旋光性溶液的浓度； 仪器用具 光学度盘旋光仪，试管，葡萄糖溶液等。 实验原理 偏振光通过某些透明物质时，其振动面以光的传播方向为轴而旋转一定角度的现象，称为旋光现象，能使偏振光的振动面旋转一定角度的物质，称为旋光物质。许多有机化合物，如石油、葡萄糖等，都具有旋光性。由于不同的物质使偏振光的振动面向不同的方向旋转，旋光性可分为左旋和右旋，当观察者迎着光线观察时，振动面向逆时针方向旋转称为左旋(或负旋)，振动面顺时针方向旋转的称为右旋(或正旋)。 实验证明，当入射光波长一定时，对于旋光晶体，使偏振面旋转的角度φ与晶体的厚度d 成正比，即 d φα= 对于旋光性溶液 cd φα= （5.5-1） 式中d 为入射光穿过物质的厚度；c 为旋光溶液的浓度；α为旋光率，旋光率在数值上等于光通过浓度为 3 1 g cm 时、厚度为1dm 的溶液层后，振动面旋转的角度（单位为度），旋 光率与旋光物质的性质有关、与入射光波长有关。 实验进一步表明，物质的旋光率与入射光波长的关系大约为2 1 αλ ∝ ，这种因入射光不同而使进入同一物质的偏振光的振动面旋转的角度不同的现象，称为旋光色散。 由式(5.5-1) 可知，若已知溶液的旋光率和厚度，只要测出振动面的旋转的角度，便可求得这种物质的浓度。
旋光性溶液浓度的测量13
序列号13 大学物理实验论文 论文题目：旋光性溶液的浓度测量 课程名称：旋光性溶液的浓度测量 学院材料与能源学院 专业班级 10材加2班 学号 3110006886 姓名黄永杭 联系方式 任课教师 2011 年10 月9 日
旋光性溶液浓度的测量 偏振光通过某些透明物质时，其振动面以光的传播方向为轴而旋转一定角度的现象，称为旋光现象。能使偏振光的振动面旋转一定角度的物质，称为旋光物质。许多有机化合物，如石油、葡萄糖等，都具有旋光性，这是由于其分子结构不对称而形成的。这些物质的各种物态都存在旋光性，包括这些物质的溶液。一些矿物（如石英、朱沙等）也有旋光性，这种旋光性是由于结晶构造而形成的，所以当晶形消失以后，旋光性也就消失。 实验原理： 实验表明，旋光现象具有如下特性： （1）线偏振光通过不同的旋光物质，振动面旋转的方向不同。迎着光传播的方向看，使振动面沿顺时针旋转的物质称为右旋物质，使振动面沿逆时针方向旋转的物质称为左旋物质。（2）振动面转过的角度即旋光角?与晶体的厚度l成正比。对旋光性溶液，旋光角?正比于光所通过的液柱长度l和溶液的浓c，即? = αlc （式中，l是液柱长度，单位为m；c是溶液浓度，单位为kg/m3；α是与物质有关的系数，称为该种物质的旋光率，单位为o*m2/kg；?表示当每m3溶液中含有1kg旋光物质时，线偏振光通过1m长液柱后振动面转过的角的度数。） (3) 旋光率α与温度有关，但关系不大。对大多数物质，温度每升高1oC，旋光率约减小千分之几。温度一定时，α一般会随着光的波长的增加而减小，即不同波长的线偏振光通过一定长度的旋光物质后振动面旋转的角度会不同，这种现象称为旋光色散。 实验方案： 根据以上特性，在已知温度、单色光波长和某种物质旋光率α的条件下，就可以借助于测定单色线偏振光通过一定长度该旋光物质的溶液后振动面旋转的角度?来确定旋光性溶液的浓度c。这种方法既迅速又可靠，广泛用于工业测量。 实验装置及其设计原理： 测量物质旋光角的装置未旋光仪。其原理是先将旋光仪中起偏镜和检偏镜的通光方向调到互相正交，这是在目镜中看到最暗的视场；然后装上测试管，转动检偏镜，使因振动面选装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角。 因为人眼很难准确判断什么角位置视场最暗，所以用上述方法测得的?角准确度有限。实际的测量使用半荫式偏振计，这时候需要判断的不是视场是否最暗而是暗视场各部分亮度是否一致。因为人的眼睛对相邻视场的微弱亮度对比很敏感，所以这种方法能提高判断的准确性。 随石英片安放的位置不同，可将视场分为两部分(图1a所示)或三部分(图1b)，同时在石英片旁装上一定厚度的玻璃片，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轴成一角度θ(仅几度)。有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e光和o光的相差为π的奇数倍，出射的合成光仍为线偏振光)，其偏振面相对与入射光的偏振面转过了2θ，所以进入测试管里的光是振动面间的夹角为2θ的两束线偏振光。
大学物理实验报告 旋光物质溶液浓度测量
山东理工大学物理实验报告 实验名称旋光物质溶液浓度测量 姓名学号061219876 时间代码14256 实验序号19 院系 大一工作部专业理工级.班教师签名 实验目的 1 加深对偏振光的使用。 2 掌握旋光仪的结构原理学会用旋光仪测定旋光物质的浓度。 实验报告内容 原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答 【实验原理】线偏振光通过旋光性物质后其振动面发生偏转。振动面旋转的角度φ与光所透过的晶体厚度成正比若为溶液则正比于液柱的长度和溶液的浓度。此外旋转角还与入射光波长及溶液的温度有关。如果当光的波长和溶液的温度一定时偏振光透过溶液后其振动面旋转的角度φ为Clt 式中C为溶液的浓度通常用100ml溶液中含溶质的克数为单位l是光所透过的溶液的厚度以dm为单位t则是溶液对波长λ的光在温度t时的旋光率在数值上等于通过单位厚度、单位浓度的溶液所产生的旋转角。 【操作步骤】 1 接通电源点亮钠光灯。 2 测定旋光仪的零点。调节物目镜组使之三分视场分界线清晰然后转动检偏器在暗视场条件下使三个区域亮度相同记录左右刻盘上的读数于数据表中重复3次求其平均值作为旋光仪的零点位置θ0。
3 放入装有已知浓度的葡萄糖溶液的试管重新调节物目镜组使三分视场分界线清晰然后转动检偏器使三分域亮度再次相同记录刻度盘读数θ1于数据表中重复测量3次取平均值。由θ1-θ0即得线偏振光振动面的旋转角φ1已知试管长度物理实验中心实验名称姓名时间代码预习分课堂分报告分总成绩l10cm求出溶液的旋光率t。 4 把未知浓度的葡萄糖溶液的试管置于镜筒盒内用同样的方法测定旋转角θ2将数据记录于数据表中重复3次取平均值。用已测旋光率计算未知溶液含糖的百分率。 【数据处理】 1已知短试管长度l11dm溶液浓度为0050根据测量数据求出溶液的旋光率t。 2已知长试管长度l22dm根据测量数据求出溶液的浓度。数据表次数θ0/o θ1/o θ2/o φ1/o φ2/o 左右左右左右θ1-θ0 θ2-θ0 1 145.60 145.65 170.60 170.70 150.45 150.50 25.025 4.85 2 140.60 140.65 165.30 165.45 157.90 157.95 24.75 17.30 3 154.30 154.45 182.40 182.50 163.20 163.30 28.075 8.875 平均值25.95 10.34 1旋光率 dmdmlc/9.5115.095.25111 2长试管中溶液的浓度 0022296.929.5134.10dmlc 【思考题】1旋光角的大小与那些因素有关答对于晶体的旋光物质振动面旋转的角度φ与光所透过的晶体厚度成正比若为溶液则正比于液柱的长度和溶液的浓度。此外旋转角还与入射光波长及溶液
旋光仪测定糖溶液的浓度
用旋光仪测定糖溶液的浓度 【实验目的】 熟悉旋光仪的结构、原理和使用方法；测量旋光溶液的旋光率和百分浓度 【实验器材】 旋光仪，盛液玻璃管，温度计，已知和未知浓度的葡萄糖溶液。 ［实验原理］ 对于透明的固体来说•旋光角 $与光透过物质的厚度L成正比；而对于液体来说•除了厚度之外，还与溶液的浓度c成正比。同时，旋转的角度，还与溶液的温度t以及光的波 实验证明.在给定波长(单色光)和一定温度下，如旋光物质为溶液，则旋光角由 长入有关。 下式表示： t C L 100 在上式中为旋光率，C为100毫升溶液中含有溶质的克数，L为溶液厚度，以分米为单位。旋光率随不同的溶液而异，对于同一种溶液来说，它是随波长而异的常数，实验室的旋光仪常以钠光作光源，故波长已定。而温度的改变，对旋光率稍有影响，就大多数物质来讲，当温度升高摄氏1度时，旋光率约减小千分之几。 通过对旋光角的测定，可检验溶液的浓度、纯度和溶质的含量，因此旋光测定法在药物分析、医学化验和工业生产及科研等领域内有着广泛地应用。在医、药学中常用的分析方法有比较法和间接测定法。 、比较法 已知浓度为C i的某种旋光性溶液，其厚度为L i,可测出其旋光角也。要测同种未知浓度的溶液，只要测定该溶液在厚度为L2时的旋光角就可计算出未知浓度。 C 100 如杲两溶液厚度相同，则C2 二、间接测定法 对于已知旋光率t的某种旋光性溶液，测出溶液厚度为L时的旋光角 $就可 由式(9 —1)计算出浓度C o 测定物质旋光角的仪器叫旋光仪。旋光仪外形如图9 —1。其工作原理如图9—2所示。
图9— 1旋光仪外形 1 .底座 2电源开关 3度盘转动手轮 4读数放大镜 5调焦手轮 6度盘及游标 7镜筒 0.镜筒盖 9.镜盖手柄 10.镜盖连接图 11灯罩 12灯座 平面偏振光 起偏器 非偏振光 单色光源 半荫板 艮青 二二 二-- 检 偏器 偏振面 旋转 图9-3零度视场时检偏器连射轴方向 图9-4半荫板与三荫板 6 -.1
旋光仪测定溶液的浓度及旋光度
实验二旋光仪测定溶液的浓度及旋光度 【实验目的】 1、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 2、掌握旋光仪的构造原理和使用方法。 3、测定糖溶液的比旋光率及其浓度。 【实验仪器】 4、1、WXG-4」、型旋光仪 5、2、烧杯3、蔗糖4、葡萄糖5、蒸 僻水6、物理天平7、玻璃棒8、温度计 等。 【实验原理】 光是电磁波，它的电场和磁场欠量互相 垂直，且乂垂直丁光的传播方向。通常用电 欠量代表光欠量，并将光欠量与光的传播方 向所构成的平■面称为振动面。在传播方向 垂直的平■面内，光欠量可能有各种各样的 振动状态，被称为光的偏振态。若光的欠量 方向是任意的，且各方向上光欠量大小的时 间平均值是相等的，这种光称为自然光。若 光欠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。若光欠量的方向始终不变，只是其振幅随位相改变，光欠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4称为旋光度。能使其振动面旋转的物质称为旋光性物质。旋光性物质不仅限丁像糖溶液、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4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4的里位为“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g ml为该物质的比旋光率，它在数值上等丁偏振光通过单 位长度（m）单位浓度（g ml）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由丁测量时的温度及所用波长对物质的比旋光希婀影响，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[ J5893A=66.5O, 它表明在测量温度为50°,所用光源的波长为5893A时，该旋光物质的比旋光率为66.5 0。 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4 ,可根据式1求出待测溶液的浓度，即 (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 c = ------ X100 （3）
用旋光仪测量蔗糖溶液的浓度
用旋光仪测旋光性溶液的浓度 实验目的】 1.观察光的偏振现象和偏振光通过旋光物质后的旋光现象 . 2.了解旋光仪的结构原理，学习测定旋光性溶液的旋光率和浓度的方法 3.进一步熟悉用图解法处理数据 . 实验仪器】 WXG -4 型目视旋光仪、标准溶液、待测溶液、温度计 实验原理】 一、偏振光的基本概念 根据麦克斯韦的电磁场理论，光是一种电磁波.光的传播就是电场强度 E 和磁场强度 H 以横波的形 式传播的过程 .而 E 与 H 互相垂直，也都垂直于光的传播方向，因此光波是一种横波 .由于引起视觉和光 化学反应的是 E，所以 E 矢量又称为光矢量，把 E 的振动称为光振动， E 与光波传播方向之间组成的平面叫振动面 .光在传播过程中，光振动始终在某一确定方向的光称为线偏振光，简称偏振光[ 见图 1(a)]. 普 通光源发射的光是由大量原子或分子辐射而产生，单个原子或分子辐射的光是偏振的，但由于热 运动和辐射的随机性，大量原子或分子所发射的光的光矢量出现在各个方向的概率是相同的，没有哪个方向的光振动占优势，这种光源发射的光不显现偏振的性质，称为自然光 [ 见图 1(b)].还有一种光线，光矢量在某个特定方向上出现的概率比较大，也就是光振动在某一方向上较强，这样的光称为部分偏振光[见图1(c)].
二、偏振光的获得和检测 将自然光变成偏振光的过程称为起偏，起偏的装置称为起偏器 .常用的起偏器有人工制造的偏振片、 晶体起偏器和利用反射或多次透射 （光的入射角为布儒斯特角 ）而获得偏振光 .自然光通过偏振片后，所形 成偏振光的光矢量方向与偏振片的偏振化方向 （或称透光轴 ）一致.在偏振片上用符号“ b ”表示其偏振化 方向. 鉴别光的偏振状态的过程称为检偏， 检偏的装置称为检偏器 .实际上起偏器也就是检偏器， 两者是通 用的.如图 2 所示，自然光通过作为起偏器的偏振片①以后， 变成光通量为 0的偏振光， 这个偏振光的光 矢量与偏振化方向②同方位，而与作为检偏器的偏振片③的偏振化方向④的夹角为 .根据马吕斯定律， 0 通过检偏器后，透射光通量 2 0 cos （ 1） 透射光仍为偏振光，其光矢量与检偏器偏振化方向同方位 .显然，当以光线传播方向为轴转动检偏器时， 透射光通量 将发生周期性变化 .当 0o 时，透射光通量最大；当 90o 时，透射光通量为极小值 （消 光状态 ），接近全暗；当 0o 90o 时，透射光通量介于最大值和最小值之间 .但同样对自然光转动检偏 器时，就不会发生上述现象，透射光通量不变 .对部分偏振光转动检偏器时，透射光通量有变化但没有消 光状态 .因此根据透射光通量的变化，就可以区分偏振光、自然光和部分偏振光 .
实验十五 用旋光仪测糖溶液的浓度
实验十五用旋光仪测糖溶液得浓度 实验内容 1.观察线偏振光通过旋光物质所发生得旋光现象。 2.学习旋光仪得使用方法,用旋光仪测定糖溶液得浓度。 教学要求 1．熟悉光得偏振得基本规律。 2．了解旋光物质得旋光性质。 实验器材 WXG4小型旋光仪,烧杯,蔗糖,蒸馏水。 光就是电磁波,它得电场与磁场矢量互相垂直,且又垂直于光得传播方向。通常用电矢量代表光矢量,并将光矢量与光得传播方向所构成得平面称为振动面。在传播方向垂直得平面内,光矢量可能有各种各样得振动状态,被称为光得偏振态。若光得矢量方向就是任意得,且各方向上光矢量大小得时间平均值就是相等得,这种光称为自然光。若光矢量可以采取任何方向,但不同得方向其振幅不同,某一方向振动得振幅最强,而与该方向垂直得方向振动最弱,则称为部分偏振光。若光矢量得方向始终不变,只就是它得振幅随位相改变,光矢量得末端轨迹就是一条直线,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,偏振光得振动面将以光得传播方向为轴线旋转一定角度,这种现象称为旋光现象。旋转得角度φ称为旋光度。能使其振动面旋转得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得固体。不同得旋光性物质可使偏振光得振动面向不同方向旋转。若面对光源,使振动面顺时针旋转得物质称为右旋物质;使振动面逆时针旋转得物质称为左旋物质。 偏振光在国防、科研与生产中有着广泛应用:海防前线用于了望得偏光望远镜,立体电影中得偏光眼镜,分析化学与工业中用得偏振计与量糖计都与偏振光有关。激光光源就是最强得偏振光源,高能物理中同步加速器就是最好得X射线偏振源。随着新概念得飞跃发展,偏振光成为研究光学晶体、表面物理得重要手段。 实验原理 实验证明,对某一旋光溶液,当入射光得波长给定时,旋光度φ与偏振光通过溶液得长度l与溶液得浓度c成正比,即 (151) 式中旋光度φ得单位为“度”,偏振光通过溶液得长度l得单位为dm ,溶液浓度得单位为。为该物质得比旋光度,它在数值上等于偏振光通过单位长度(dm)、单位浓度得溶液后引起得振动面得旋转角度。其单位为度· ml · dm 1· g–1。由于测量时得温度及所用波长对物质得比旋光度都有影响,因而应当标明测量比旋光度时所用波长及测量时得温度。例
实验10 旋光度法测定葡萄糖的浓度
一、实验目的 1、了解旋光仪的构造和旋光度的测定原理 2、掌握旋光仪的使用方法和比旋光度的计算方法 二、预习要求 理解旋光度的定义；了解影响旋光度的因素；了解旋光度的测定意义；了解碳水化合物的变旋光现象；思考本实验中如何保护旋光仪。 三、实验原理 当一束单一的平面偏振光通过手性物质时，其振动方向会发生改变，此时光的振动面旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。物质的这种使偏振光的振动面旋转的性质叫做旋光性，具有旋光性的物质叫做旋光性物质或旋光物质。许多天然有机物都具有旋光性。由于旋光物质使偏振光振动面旋转时，可以右旋（顺时针方向，记做“＋”）,也可以左旋（逆时针方向，记做“—”），所以旋光物质又可分为右旋物质和左旋物质。 由单色光源（一般用钠光灯）发出的光，通过起偏棱镜（尼可尔棱镜）后，转变为平面偏振光（简称偏振光）。当偏振光通过样品管中的旋光性物质时，振动平面旋转一定角度。调节附有刻度的检偏镜（也是一个尼可尔棱镜），使偏振光通过，检偏镜所旋转的度数显示在刻度盘上，此即样品的实测旋光度α。其旋光原理如图10-1所示。
图10-1 旋光原理 旋光度的大小除了取决于被测分子的立体结构外，,还受到待测溶液的浓度、偏振光通过溶液的厚度（即样品管的长度）以及温度、所用光源的波长、所用溶剂等因素的影响，这些因素在测定结果中都要表示出来。常用比旋光度来表示物质的旋光性，比旋光度和旋光度的关系如下： 纯液体的比旋光度l d t ⨯= ααλ][ 溶液的比旋光度l c t ⨯= ααλ][ 上两式中，t λα][表示旋光性物质在温度为t ℃、光源的波长为λ时的比旋光 度；α为旋光仪所测得的旋光度；l 为液层厚度（dm ）；d 为纯液体的密度；c 为溶液的浓度（g/ml ）；t 为测定时的温度（℃）；λ为所用光源的波长（nm ）。例如25℃用波长为589nm 的钠灯（D 线）作光源测定某样品的旋光度为右旋38°，则比旋光度记作[α]25 D =＋38°。 比旋光度是旋光性物质的物理常数之一。通过测定旋光度，可以鉴定物质的纯度、测定溶液的浓度、密度和鉴别光学异构体。 四、仪器和试剂 旋光仪、洗瓶、胶头滴管、滤纸； 蒸馏水、5%葡萄糖溶液、未知浓度的葡萄糖溶液 五、实验内容 1．旋光仪的结构
旋光仪测定溶液的浓度及旋光度
实验二 旋光仪测定溶液的浓度与旋光度 [实验目的] 1、 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. 2、 掌握旋光仪的构造原理和使用方法. 3、 测定糖溶液的比旋光率与其浓度. [实验仪器] 4、 1、WXG-4小型旋光仪 5、 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 cl φα= 〔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1 -⋅ml g .α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