WXG-4圆盘旋光仪 原理和结构
般特WXG-4 圆盘旋光仪 使用说明书
WXG-4圆盘旋光仪使用说明上海般特仪器有限公司BANTE INSTRUMENTS CO., LTD前言感谢您选用般特仪器的WXG-4圆盘旋光仪，这本操作手册循序渐进的描述了仪器的功能及特征。
使用前，请仔细阅读。
下表描述了仪器出厂时的标准配置。
打开包装后，请检查所有附件是否齐全。
如有疑问，请立即联络般特仪器授权销售商。
试管100mm 试管200mm测量原理圆盘旋光仪的基本构件由光源、起偏镜、检偏镜及刻度盘等组成。
使用时，打开电源。
钠光灯的光源投射到聚光镜、滤色镜、起偏镜后，变成平直偏振光，再经过半荫片分解成寻常光与非寻常光，您可以在仪器中看到半暗半亮的二分视场。
此时，如果缓慢转动刻度盘手轮，您可以找到一个相同光亮的暗视场，此视场即仪器的零点。
将装有样品溶液的试管放入测量室中。
由于检偏镜的作用，仪器的视场再次出现半暗半亮的二分视场。
再次转动刻度盘手轮，寻找与零点时相一致的视场。
从放大镜中读取刻度盘数值即为该物质的旋光度值。
测量1. 关闭测量室盖，打开电源。
2. 等待约5分钟，仪器的钠光灯将逐渐亮起。
3. 待光源稳定后，调节仪器的焦距手轮，直至您能透过目镜看到清晰的视场。
4. 调节仪器的刻度盘手轮，使游标刻度处于0对0的状态。
5. 从包装盒中取出试管并旋开试管帽，用蒸馏水彻底清洗试管。
6. 将样品溶液倒入试管中，旋上试管帽。
用软布擦干试管两端玻璃片上的水滴。
7. 如果试管中的液体有气泡，请将气泡赶入试管上端的圆球中。
聚焦手轮8. 打开测量室盖，将试管置入测量室中，注意：有圆球的一端向上。
9. 调节刻度盘手轮，直至目镜中出现与零点时相一致的视场。
记录刻度盘读数，测量完毕。
测量时的注意事项1. 通常测量一个物质的旋光度需要按上述步骤进行2至3次测量，然后计算数据平均值。
2. 进行精确测量时，需要首先将装有蒸馏水的试管或空试管置入测量室中，测量其零点偏差，并在其后的计算中扣除零点误差值。
3. 如果当前样品的测量值为正角度数值，请减去仪器零点误差值即为实际测量值。
旋光仪工作原理
旋光仪工作原理一、概述旋光仪是一种用于测量物质光学性质的仪器，主要用于测量物质的旋光度。
旋光度是指物质对偏振光旋转的程度，是物质的光学活性的量化表示。
旋光仪通过测量样品对光的旋转角度，可以确定样品的旋光度，进而了解样品的光学性质。
二、工作原理旋光仪的工作原理基于波片和偏振光的相互作用。
以下是旋光仪的工作原理的详细描述：1. 光源与偏振器：旋光仪通常使用单色光源，例如钠光灯或者汞灯。
这些光源会发出一束光线，经过偏振器后，惟独一个方向的光通过。
这个方向的光称为偏振光。
2. 样品槽：样品槽是放置待测样品的位置。
样品通常是液体或者固体，具有光学活性。
样品槽通常由透明材料制成，以便光线可以穿过样品。
3. 波片：波片是旋光仪的关键部件之一。
它是一个具有特殊光学性质的光学元件。
波片的作用是改变光的偏振状态。
旋光仪通常使用四分之一波片或者半波片。
4. 探测器：探测器用于测量通过样品后的光的偏振状态。
它可以检测到光的强度和偏振角度。
5. 工作流程：a. 初始状态：偏振器与波片之间的光线是线偏振光，其偏振方向与偏振器方向一致。
b. 样品放置：将待测样品放置在样品槽中，光线穿过样品后发生旋光。
c. 旋转波片：通过旋转波片，可以改变光的偏振状态。
d. 探测光信号：探测器测量通过样品后的光的强度和偏振角度。
e. 数据处理：根据探测器的测量结果，计算样品的旋光度。
6. 数据分析：通过对测量得到的旋光度进行分析，可以得出样品的光学性质，如旋光度的大小、符号等。
三、应用领域旋光仪广泛应用于化学、生物、医药、食品、农业等领域。
以下是一些旋光仪的应用举例：1. 化学领域：旋光仪可用于测量化学反应中的光学活性物质的旋光度，从而了解反应的进行程度和产物的性质。
2. 生物医药领域：旋光仪可用于测量药物、蛋白质和核酸等生物份子的旋光度，用于研究其结构和性质。
3. 食品领域：旋光仪可用于检测食品中的糖类、氨基酸等物质的旋光度，用于判断食品的质量和真实性。
报关说明-旋光仪 WXG-4
品名
旋光仪
2
品牌
中性
3
原理
旋光仪的工作原理是建立在偏振光的基础上，并用旋转偏振光偏振面的方法来达到测量目的。
4
功能
旋光仪是测定物质旋光度的仪器。通过旋光度的测定，可以分析确定物质的浓度、含量及纯度等，广泛地应用于制糖、制药、石油、食品、化工等工业部门及有关高等院校和科研单位。
用于食品工业：检验含糖量和测定食品调味品之淀粉含量；
准确度：0.05°
灵敏度：0.05°
9
其它申报要求
无
报关说明-WXG-4旋光仪
用于临床及医院：测定尿中含糖量及蛋白质；
用于糖厂：检验生产过程中糖溶液浓度；
用于药物香料工业：测定药物香料油之旋光性；
用于高等院校：教学实验
5
检测对象
液体样品
6
是否配有试剂、试纸，有无电脑端口的打印机（如果有，请分开安列名归）
无
7
型号
WXG-4
8
技术参数
测量范围：-180°~ +180°
最小读数值：0.05°
旋光仪的工作原理
旋光仪的工作原理
旋光仪是一种物理测量仪器，用来检测液体、气体和固体样品中的旋光度。
它可以用来测量材料的旋光率以及液体的极化度，并可以根据测量结果确定化学物质的结构与它的组成。
旋光仪是一种重要的仪器，被广泛应用到临床医学研究、环境检测、分析化学以及植物学研究等领域。
旋光仪的工作原理是通过分析检测物质的旋光强度和旋光角来
测量物质的旋光度，从而确定物质分子结构及它的组成。
在旋光仪中，一般会有两个分析装置，即旋光分析仪和光强计，这两个装置通过它们的振荡和发射的光束来检测、分析物质的旋光度。
第一步，把物质放在旋光分析仪上，这个仪器会发出一个直径为1毫米的激光束。
在这个激光束中，分子会被旋转，并且激发它们的自旋转动，产生一个可以被应用的旋光度作用。
第二步，把旋光分析仪发出的激光束传递给光强计，光强计会测量激光束的强度，从而确定物质的旋光度。
第三步，旋光分析仪会把测得的旋光度传递给计算机，计算机会分析这些数据，根据旋光角的大小，从而判断出物质的结构与它的组成。
通过上述原理，就可以用旋光仪准确测量物质的旋光率，从而确定化学物质的结构和组成，从而方便分析研究化学物质的性质与活性。
旋光仪是一种非常先进、高精度的检测仪器，它不仅结构简单，性能可靠，而且测量结果准确可靠，可以满足大多数领域的应用要求。
随着技术的发展，旋光仪的技术将会得到进一步的改进，以更加方便快捷地测量物质的旋光度，以及准确高效地测量化学物质的结构与它的组成。
旋光仪测旋光液体的浓度实验报告
旋光仪测旋光液体的浓度实验报告物理实验教案实验名称：旋光仪测旋光液体的浓度 1 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 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，lk=α2) ⽤旋光仪测量未知浓度的旋光度x ?，可求得浓度l C xx α?=；也可利⽤旋光关系曲线直接确定对应的浓度。
3.3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 710893.5-?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。
图1 旋光仪的光路图图2三分场均匀暗视场的形成原理3.4 度盘双游标读数1) 读取左右两游标的读数并求平均得：2BA +=θ 2)0θθ?-=（注意：如果0θ为170多度时，那么θ读数应当加上180度）。
旋光仪测旋光液体的浓度实验报告
物理实验教案实验名称：旋光仪测旋光液体的浓度 1 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 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 αϕαϕ==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，lk=α2) 用旋光仪测量未知浓度的旋光度x ϕ，可求得浓度l C xx αϕ=；也可利用旋光关系曲线直接确定对应的浓度。
3.3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 710893.5-⨯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。
图1 旋光仪的光路图图2三分场均匀暗视场的形成原理3.4 度盘双游标读数1) 读取左右两游标的读数并求平均得：2BA +=θ 2)0θθϕ-=（注意：如果0θ为170多度时，那么θ读数应当加上180度）。
旋光仪实验报告
θ＝ α·C·L 式中旋光度θ得单位为“度”，L 得单位为ｄm ,溶液浓度得单位为 g/ml；α为该物质得旋光 率，即长度 1dm、浓度 1ｇ/ｍｌ时溶液引起得振动面得旋转角度,其与温度有关。
ﻩ几种糖对钠黄光(λ＝589、3nm)在不同温度与浓度下得旋光率关系如下： ①蔗糖:ﻩα(20℃）= 66、４73 + 0、01２7Z, Z ＝ 0～５0０g/ml α(t）= α(20℃）[１－０、00０37(t—２0）］, ｔ = 14～３0℃
四、数据处理
１、原始数据
测量零点及蔗糖、转化得旋转角
项目
１ 左右
2℃ 2 左右
M = 20、０00２g ｔ2=23、４℃
t1=２3、
3
4
5
左右左右左右
零点（γ
0) 蔗糖(γ 错误!)
0°
28、７ 0°
０°
28、7 ０°
０° 0°
0°
0°
0° ０° 0°
0°
2８、
28、０
２8、9 2８、
28、30° 27、60° 27、60°
ﻩ设纯蔗糖在 t1℃时旋转角为 θ１,则
θ1 ＝ (６6、473 + 0、0１27Ｚ1)·[1－0、000３7(t1—20)]· ·
式中,Z１为蔗糖得质量; 设转化糖在 t’ ℃时旋转角为 θ2,则
θ2 = （－19、8 - 0、０36Z2 + 0、3０4（t’—２０))· ·
式中,Z2 为转化糖得质量。
ﻩ设蔗糖溶液中杂质旋光度为 β,则 40ml 溶液得总旋光度γ1 为： γ1 = θ1 + β
WXG-4 圆盘旋光仪
WXG-4圆盘旋光仪
WXG-4圆盘旋光仪详细说明
WXG-4圆盘旋光仪的专业生产销售厂家:河南兄弟仪器设备有限公司。
WXG-4圆盘旋光仪是兄弟仪器设备有限公司主推的品牌产品之一，历经市场检验，畅销全国！
WXG-4圆盘旋光仪
特点：
采用目视瞄准，手动测量的方法，使用简便。
主要技术参数：
◆测量范围:-180°～+180°
◆最小读数值:0.05°
◆准确度:0.05°
◆灵敏度:0.05°
◆重量:7.6kg
◆外形尺寸:510mm×135mm×250mm
河南兄弟仪器设备有限公司依靠自身强大的社会资源、品牌优势、经营优势，以优于市场的WXG-4圆盘旋光仪的价格向广大新老顾客朋友提供价格实惠、品质优良的该仪器设备；河南兄弟仪器设备公司拥有最齐全的WXG-4圆盘旋光仪的型号，欢迎新老顾客朋友订购。
河南兄弟仪器设备公司承诺以最新WXG-4圆盘旋光仪的报价、最完善的服务回报顾客朋友。
兄弟仪器设备公司希望早日与您结下兄弟情谊！。
旋光仪的使用实验报告
一、实验目的1. 熟悉旋光仪的结构和原理；2. 掌握旋光仪的使用方法；3. 通过测量旋光物质的旋光度，计算其浓度；4. 分析实验过程中可能出现的误差及影响因素。
二、实验原理旋光仪是一种利用物质的旋光性来测量其浓度和旋光度的仪器。
当线偏振光通过旋光物质时，其振动面会发生旋转，旋转角度称为旋光度。
旋光度与旋光物质的浓度、旋光率、旋光管的长度及入射光的波长有关。
实验中，通过测量旋光物质的旋光度，可以计算出其浓度。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：WXG-4圆盘旋光仪、葡萄糖溶液样品试管、滴管、温度计、蒸馏水、量筒；2. 试剂：葡萄糖溶液（已知浓度）、未知浓度葡萄糖溶液。
四、实验步骤1. 将旋光仪预热至室温；2. 将已知浓度的葡萄糖溶液倒入旋光管中，确保液体充满旋光管；3. 调整旋光仪，使三分视场均匀暗；4. 将旋光管放入旋光仪，观察读数，记录旋光度；5. 重复步骤2-4，对未知浓度葡萄糖溶液进行测量；6. 计算已知浓度葡萄糖溶液的旋光率；7. 利用旋光率、旋光度及旋光管的长度，计算未知浓度葡萄糖溶液的浓度。
五、数据处理1. 计算已知浓度葡萄糖溶液的旋光率：旋光率 = (旋光度 / (旋光管长度× 旋光物质的浓度)) × (旋光物质的密度/ 1000)2. 利用旋光率、旋光度及旋光管的长度，计算未知浓度葡萄糖溶液的浓度：未知浓度 = (旋光度 / 旋光率) × (旋光管长度 / 1000)六、实验结果与分析1. 已知浓度葡萄糖溶液的旋光率：0.920°/g·cm^-1；2. 未知浓度葡萄糖溶液的浓度：5.20 g·ml^-1。
分析：实验过程中，可能存在以下误差及影响因素：（1）旋光物质的旋光率受温度、溶剂、旋光管长度及入射光波长等因素的影响，实验过程中应尽量保持这些因素的一致性；（2）旋光仪的读数误差，应尽量减小旋光管在旋光仪中的位置变化，以提高读数精度；（3）旋光物质的旋光性可能受溶液浓度、温度、溶剂等因素的影响，实验过程中应尽量保持这些因素的一致性。
旋光仪工作原理
旋光仪工作原理旋光仪是一种用来测量物质对光旋光性质的仪器。
它是通过测量物质对偏振光旋转的角度来确定物质的旋光性质的。
旋光仪主要由光源、偏振器、样品室、检测器和显示器等组成。
光源是旋光仪的重要组成部份，它普通采用单色光源，如汞灯、钠灯或者氙灯等。
光源发出的光经过偏振器，惟独一个方向的偏振光通过。
然后，这束偏振光进入样品室，与待测物质相互作用后发生旋光。
样品室通常是一个透明的圆筒形容器，内部放置着待测物质。
旋光仪的检测器是用来测量旋光角度的装置。
常见的检测器有旋光片和光电二极管。
旋光片是一种具有旋转对称性的偏振片，它可以转动来调整通过的光的偏振方向。
光电二极管则是将光信号转换为电信号的装置，可以精确测量光的强度。
旋光仪的工作原理是基于菲涅尔公式和波片的旋光效应。
菲涅尔公式是描述光在介质边界上反射和折射的规律。
当偏振光通过样品时，样品中的份子会对光产生旋光效应，导致光的偏振方向发生改变。
旋光的角度与样品的性质以及光通过样品的路径长度有关。
旋光仪通过测量光通过样品先后的偏振方向的差异来确定旋光角度。
当样品中没有旋光性质时，通过样品先后的偏振方向不发生改变，检测器中的光强度保持不变。
而当样品具有旋光性质时，通过样品先后的偏振方向发生改变，检测器中的光强度会发生变化。
通过测量光强度的变化，可以计算出样品的旋光角度。
旋光仪通常还具有温度控制功能，因为样品的旋光性质与温度密切相关。
在测量过程中，旋光仪可以通过控制样品室的温度来保持样品的稳定性，从而提高测量的准确性。
总结起来，旋光仪是一种用来测量物质对光旋光性质的仪器。
它通过测量物质对偏振光旋转的角度来确定物质的旋光性质。
旋光仪的工作原理是基于菲涅尔公式和波片的旋光效应。
通过测量光通过样品先后的偏振方向的差异来确定旋光角度。
旋光仪在化学、生物、医药等领域有着广泛的应用，可以匡助科研人员研究物质的性质和反应机制。
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“”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0φ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θ.根据马吕斯定律，0φ通过检偏器后，透射光通量20cos φφθ= （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φ将发生周期性变化.当0θ=时，透射光通量最大；当90θ=时，透射光通量为极小值(消光状态)，接近全暗；当090θ<<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.三、旋光现象偏振光通过某些晶体或某些物质的溶液以后，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.如图3所示，这个角α称为旋光角.它与偏振光通过溶液的长度L 和溶液中旋光性物质的浓度C 成正比，即m LC αα= (2)式中m α称为该物质的旋光率.如果L 的单位用dm ，浓度C 定义为在1cm ³溶液内溶质的克数，单位用g ／cm ³，那么旋光率m α的单位为（º）cm ³／(dm ·g).实验表明，同一旋光物质对不同波长的光有不同的旋光率.因此，通常采用钠黄光(589．3nm)来测定旋光率.旋光率还与旋光物质的温度有关.如对于蔗糖水溶液，在室温条件下温度每升高(或降低)1℃，其旋光率约减小(或增加)0．024ºcm³／(dm·g).因此对于所测的旋光率，必须说明测量时的温度.旋光率还有正负，这是因为迎着射来的光线看去，如果旋光现象使振动面向右(顺时针方向)旋转，这种溶液称为右旋溶液，如葡萄糖、麦芽糖、蔗糖的水溶液，它们的旋光率用正值表示.反之，如果振动面向左(逆时针方向)旋转，这种溶液称为左旋溶液，如转化糖、果糖的水溶液，它们的旋光率用负值表示.严格来讲旋光率还与溶液浓度有关，参见附表3―11，在要求不高的情况下，此项影响可以忽略.若已知待测旋光性溶液的浓度C和液柱的长度L，测出旋光角α，就可以由(2)式算出旋光率mα.也可以在液柱长L不变的条件下，依次改变浓度C，测出相应的旋光角，然后画出α与C的关系图线(称为旋光曲线)，它基本是条直线，直线的斜率为m Lα⋅，由直线的斜率也可求出旋光率mα.反之，在已知某种溶液的旋光曲线时，只要测量出溶液的旋光角，就可以从旋光曲线上查出对应的浓度.【实验仪器介绍】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所示.为了准确地测定旋光角α，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1α=，角游标的分度数n=20,因此，角游标的分度值i=α／n=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大镜.仪器还在视场中采用了半荫法比较两束光的亮度，其原理是在起偏镜后面加一块石英晶体片，石英片和起偏镜的中部在视场中重叠，如图5所示，将视场分为三部分.并在石英片旁边装上一定厚度的玻璃片，以补偿由于石英片的吸收而发生的光亮度变化，石英片的光轴平行于自身表面并与起偏镜的偏振化方向夹一小角θ(称影荫角).由光源发出的光经过起偏镜后变成偏振光，其中一部分再经过石英片，石英是各向异性晶体，光线通过它将发生双折射.可以证明，厚度适当的石英片会使穿过它的偏振光的振动面转过2θ角，这样进入测试管的光是振动面间的夹角为2θ的两束偏振光.图6在图6中, OP 表示通过起偏镜后的光矢量，而OP ´则表示通过起偏镜与石英片后的偏振光的光矢量，OA 表示检偏镜的偏振化方向，OP 和OP ´与OA 的夹角分别为β和β'，OP 和OP ´在OA 轴上的分量分别为A AOP OP '和.转动检偏镜时，A A OP OP '和的大小将发生变化，于是从目镜中所看到的三分视场的明暗也将发生变化(见图6的下半部分).图中画出了四种不同的情形：(1),A A OP OP ββ''>>.从目镜观察到三分视场中与石英片对应的中部为暗区，与起偏镜直接对应的两侧为亮区，三分视场很清晰.当/2βπ'=时，亮区与暗区的反差最大.(2) ,A A OP OP ββ''==.三分视场消失，整个视场为较暗的黄色.(3) ,A A OP OP ββ''<<.视场又分为三部分，与石英片对应的中部为亮区，与起偏镜直接对应的两侧为暗区.当/2βπ=时，亮区与暗区的反差最大.(4) ,A A OP OP ββ''==.三分视场消失.由于此时OP 和OP ´在OA 轴上的分量比第二种情形时大，因此整个视场为较亮的黄色.由于在亮度较弱的情况下，人眼辨别亮度微小变化的能力较强，所以取图6(2)情形的视场为参考视场，并将此时检偏镜偏振化方向所在的位置取作度盘的零点.实验时，将旋光性溶液注入已知长度L 的测试管中，把测试管放入旋光仪的试管筒内，这时OP 和OP ´两束线偏振光均通过测试管，它们的振动面都转过相同的角度α，并保持两振动面间的夹角为2θ不变.转动检偏镜使视场再次回到图6(2)状态，则检偏镜所转过的角度就是被测溶液的旋光角α.【实验内容及步骤】1．接通旋光仪电源，约5min 后待钠光灯发光正常，开始实验。
WXG-4圆盘旋光仪 使用说明
WXG-4圆盘旋光仪用途及适应范围圆盘旋光仪使用于化学工业、医院、高等院校和科研单位，用来测定含有旋光性的有机物质，如糖溶液、松节油、樟脑等几千种活性物质，都可用旋光仪来测定它们的比重、纯度、浓度与含量。
例如：用于食品工业：检验含糖量和测定食品调味品之淀粉含量；用于临床及医院：测定尿中含糖量及蛋白质；用于糖厂：检验生产过程中糖溶液浓度；用于药物香料工业：测定药物香料油之旋光性；用于高等院校：教学实验。
主要技术参数1. 旋光度测定范围：-180°∽+180°2. 度盘格值：1°3. 度盘游标读数值：0.05°4. 放大镜放大倍数：4*5. 单色光源（钠灯）波长：589.44mm6. 试管长度：100mm、200mm各1支7. 仪器使用电源：电源电压：AC220V±22V，50HZ±1HZ工作电流： 1.3A放电功率：20W稳定时间：5min8. 仪器重量：5kg9. 仪器外形尺寸：540mm*220mm*380mm仪器工作条件1. 温度：5℃∽35℃2. 相对湿度：不大于85%3. 电源：AC220V±22V，50HZ±1HZ4. 环境条件：室内无腐蚀性气味；仪器不应受到影响使用的振动；半暗室或避免阳光直接照射。
使用方法1. 准备工作1）先把预测溶液配好，并加以稳定和沉淀；2）把预测溶液盛入试管待测。
但应注意试管两端螺旋不能旋得太紧（一般以随手旋紧不漏水为止），以免护玻片产生应力而引起视场亮度发生变化，影响测定准确度，并将两端残液揩拭干净；3）接通电源，约点燃10min，待完全发出钠黄光后，才可观察使用；4）检验度盘零度位置是否正确，如不正确，可旋松度盘盖四只连接螺钉、转动度盘壳进行校正（只能校正0.5°以下）,或把误差值在测量过程中加减之。
2. 测定工作：1）打开镜盖，把试管放入镜筒中测定，并应把镜盖盖上和试管有圆泡一端朝上，以便把气泡存入，不致影响观察和测定；2）调节视度螺旋至视场中三分视界清晰时止；3）转动度盘手轮，至视场照度相一致（暗现场）时止；4）从放大镜中读出度盘所旋转的角度；5）利用前述公式，求出物质的比重、浓度、纯度与含量。
自动旋光仪的构造和工作原理
一、旋光仪工作原理旋光仪构造部件：1.光源2.毛玻璃3.聚光镜4.滤色镜5.起偏镜6.半波片7.试管8.检偏镜9.物、目镜组10.调焦手轮11.读数放大镜12.度盘及游标13.度盘转动手轮当检测池中放进存有被测溶液的试管后，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，转动检偏镜一定角度，能再次出现亮度一致的视场。
这个转角就是溶液的旋光度，测得溶液的旋光度后，就可以求出物质的比旋度。
根据比旋度的大小，就能确定该物质的纯度和含量了。
二、旋光仪使用方法：（1）将旋光仪接于220V交流电源。
开启电源开关，约5分钟后钠光灯发光正常，就可开始工作。
（2）检查旋光仪零位是否准确，即在旋光仪未放试管或放进充满蒸馏水的试管时，观察零度时视场亮度是否一致。
如不一致，说明有零位误差，应在测量读数中减去或加上该偏差值。
或放松度盘盖背面四只螺钉，微微转动度盘盖校正之（只能校正°左右的误差，严重的应送制造厂检修）。
（3）选取长度适宜的试管，注满待测试液，装上橡皮圈，旋上螺帽，直至不漏水为止。
螺帽不宜旋得太紧，否则护片玻璃会引起应力，影响读数正确性。
然后将试管两头残余溶液揩干，以免影响观察清晰度及测定精度。
（4）测定旋光读数：转动度盘、检偏镜、在视场中觅得亮度一致的位置，再从度盘上读数。
读数是正的为右旋物质，读数是负的为左旋物质。
（5）采用双游标读数法可按下列公式求得结果Q=（A+B）/2 式中：A和B分别为两游标窗读数值。
如果A=B，而且度盘转到任意位置都符合等式，则说明旋光仪没有偏心差（一般出厂前旋光仪均作过校正），可以不用对项读数法。
（6）旋光度和温度也有关系。
对大多数物质，用λ=5893A°（钠光）测定，当温度升高1℃时，旋光度约减少%。
对于要求较高的测定工作，最好能在20℃±2℃的条件下进行。
三、旋光仪的维护（1）旋光仪应放在通风干燥和温度适宜的地方，以免受潮发霉。
旋光仪概述
1.引言旋光仪是测定物质旋光度的仪器。
通过旋光度的测定，可以分析确定物质的浓度、含量及纯度等，广泛地应用于制糖、制药、石油、食品、化工等工业部门及有关高等院校和科研单位。
我厂系国内生产旋光仪的专业厂家，生产WXG-4圆盘旋光仪、WZG-1光学旋光仪、WZG-2光学糖度旋光仪、WZZ-1自动旋光仪、WZZ-2B自动旋光仪、WZZ-T 投影式自动旋光仪。
WZZ-2S数字式自动旋光仪、WZZ-2SS数字式自动旋光糖量仪是我厂最新的更新换代产品。
1.1 基本应用原理众所周知,可见光是一种波长为380nm~780nm的电磁波，由于发光体发光的统计性质，电磁波的电矢量的振动方向可以取垂直于光传播方向上的任意方位，通常叫做自然光。
利用某些器件（例如偏振器）可以使振动方向固定在垂直于光波传播方向的某一方位上，形成所谓平面偏振光，平面偏振光通过某种物质时，偏振光的振动方向会转过一个角度，这种物质叫做旋光物质，偏振光所转过的角度叫旋光度。
如果平面偏振光通过某种纯的旋光物质，旋光度的大小与下述三个因素有关：a)平面偏振光的波长λ，波长不同旋光度不一样。
b)旋光物质的温度t，不同的温度旋光度不一样。
c)旋光物质的种类，不同的旋光物质有不同的旋光度。
用一个叫做比旋度[α]tλ的量来表示某种物质的旋光能力。
[α]tλ的表示单位长度的某种旋光物质，温度为t℃时，对波长为λ的平面偏振光的旋光度。
旋光度与平面偏振光所经过的旋光物质的长度L有关，这样在温度为t℃时，长度为L，具有比旋度为[α]tλ的旋光物质对波长为λ的平面偏振光的旋光度αtλ由下式表示：αtλ=[α]tλ²L （1）如果旋光物质溶于某种没有旋光性的溶剂中，浓度为C，则下式成立：αtλ=[α]tλ²L²C （2）注意：（1）（2）式中，式中[α]tλ与L的长度单位必须一致。
若波长一定在某一标准温度下例如20℃，事先已知测试物质的比旋度[α]tλ，测试溶液的长度一定，此时若用旋光仪测出旋光度αtλ，则可由（2）式计算出溶液中旋光物质的浓度CC=αtλ/[α]tλ²L （3）倘若溶质中除含有旋光物质外还含有非旋光物质,则可由配制溶液时的浓度和由(3)式求得的旋光物质的浓度C，算得旋光物质的含量或纯度。
旋光仪实验报告
α（t）= α（20℃）+ （t-20）， t = 3~30℃ 式中指 100ml 溶液所含溶质质量，若长度以 cm 做单位，则旋光度
θ= α· ·
蔗糖的水解产物是转化糖，它是果糖和葡萄糖的混合物，具有左旋性。
实验中当旋转检偏器使线偏振光方向连 续变化时, 由于两边的光没有经过半波片，在 检偏器前边的光偏振方向如 P1，而中间的光 因为经过了半波片，偏振方向为图中 P2’，三 分视场中间部分与两边部分将出现明暗的连 续变化，会出现以下四种情况：
由马吕斯定律 I = I0cos2α 和上图可知：三分视场均匀亮与均匀暗时 ,检偏器透振方向角 度相差π/2，因为暗视场下光强随角度变化的灵敏度比亮视场灵敏度要高, 所以将三分视场 均匀暗的位置作为仪器的读数位置。实验中我首先使用三分视场均匀亮测量刻度盘的零点， 但发现五次测量结果最大值和最小值相差 5°左右，而使用暗视场测量时，误差在°范围内， 这充分说明使用暗视场作为零点效果最好。 2．实验中凡是有螺纹的测微仪器，会由于内外螺纹间隙引入的误差 实验中每一次旋转检 偏器的度盘转动手轮时，应该朝一个方向旋转检偏器的度盘转动手轮，直到视场中三部分弱 照度相等(零度视场)为止。如果旋转过了测量点，则应该反方向旋转超过测量点，重新正向 旋转，以消除螺距引起的空程误差。 3．实验中没有放糖溶液的时候我们调清晰的视场会在放入糖溶液后变得模糊，由于糖的折 射率与溶液的浓度有关，因而不同浓度蔗糖或转化糖的 T 型管放入后，由于折射率的变化， 调清晰的视场也会变得模糊，均需要重新调节焦距，此时如果忘记调焦也会产生实验误差， 如果每次测量都调焦会提高测量的精度。
食品分析实验 旋光法测定淀粉的含量
实验四 旋光法测定淀粉的含量一、实验内容使用圆盘旋光仪测定淀粉的含量。
二、实验目的1、了解圆盘旋光仪的结构和工作原理；2、掌握使用圆盘旋光仪测定淀粉溶液旋光度的方法及利用旋光度求得其含量的方法；3、学会正确使用圆盘旋光仪。
三、实验原理利用淀粉具有旋光性，在一定条件下，其旋光度的大小与淀粉的浓度成正比，[]tλα=LC α，测定其旋光度，即可计算出淀粉含量。
四、实验材料 未知浓度的淀粉溶液五、仪器 WXG-4型圆盘旋光仪六、实验步骤1、旋光仪的校准（1）打开电源，关闭空测试筒盖，稳定约10分钟；（2）转动目镜调焦螺旋，使视场清晰；（3）旋转度盘3.5度处，可看到暗视场；（4）旋转度盘到零点，可见到较亮视场；（5）旋转度盘使中间的条形消失（暗或亮），使整个视场亮度一致并记下读数。
反复几次，取平均读数作为仪器零点。
2、测定待测液旋光度（1）旋光管（干燥清洁）装入待测液（应稳定、澄清且无气泡，有气泡时要赶进试管圆球中），擦净水滴；（2）黄光稳定后，将旋光管装入旋光仪，此时试管圆球要靠近镜筒；（3）转动目镜调焦螺旋，使视场清晰。
此时原视场旋转了一个角度，旋转度盘使整个视场亮度向偏暗方向移动，最终至视场亮度一致后，记下读数；（4）正角度（右旋）度盘读数值减去仪器零点值即为仪器测量值。
负角度（左旋）度盘读数值减去180度即为仪器测量值。
七、结果处理）×100（α-αω = ×100L×203×m八、说明1、三分视野示意图:2、WXG-4型圆盘旋光仪主要技术参数：（1）旋光度测定范围：±180 度（2）度盘格值：1 度（3）度盘游标读数值：0.05 度（4）稳定时间：约10分钟（5）单色光源：钠灯（6）试管长度：100毫米、200毫米各1支3、仪器保养方法：（1）仪器应置于空气流通和温度、湿度适宜的地方以防潮；（2）钠灯使用时间不能超过4小时，长时间使用必须关机10～15分钟；（3）镜片不能用硬质的布质、纸擦，宜用擦镜纸；（4）仪器停用后应罩上仪器罩防灰；（5）试管使用后应及时用蒸馏水冲洗干净，擦干存放。
旋光仪的实验报告
一、实验目的1. 理解旋光现象，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. 通过旋光仪测定溶液的浓度。
二、实验原理旋光现象是指线偏振光通过某些透明物质时，其振动面将绕光传播方向旋转的现象。
旋光度是衡量旋光物质旋光能力的物理量，与旋光物质的浓度、旋光管的长度和所用光的波长有关。
旋光仪是一种测量旋光物质旋光能力的仪器。
其基本原理是利用线偏振光通过旋光物质时，振动面发生旋转，通过检测振动面旋转的角度，从而确定旋光物质的旋光度。
三、实验仪器1. WXG-4圆盘旋光仪2. 电子天平3. 温度计4. 量筒5. 烧杯6. 玻璃棒7. 滤纸8. 盐酸（4mol/L）9. 蔗糖10. 去离子水四、实验步骤1. 准备旋光仪，调整光源和检偏镜，确保旋光仪处于正常工作状态。
2. 配制一定浓度的蔗糖溶液，并记录溶液的体积。
3. 将配制好的蔗糖溶液倒入旋光管中，放入旋光仪的样品池。
4. 打开旋光仪，观察并记录旋光仪的读数。
5. 重复上述步骤，分别测量不同浓度的蔗糖溶液的旋光度。
6. 利用旋光度与浓度的关系，绘制旋光度-浓度曲线，并计算旋光率。
五、实验数据1. 溶液浓度（g/ml）：0.5、1.0、1.5、2.0、2.52. 旋光度（°）：3.2、6.4、9.6、12.8、16.0六、数据处理与分析1. 根据实验数据，绘制旋光度-浓度曲线。
2. 利用最小二乘法拟合曲线，得到旋光度与浓度的线性关系式：旋光度= 2.4 × 浓度 + 0.83. 计算旋光率：旋光率= 2.4 × 10° / dm.g/ml七、实验结果与讨论1. 实验结果表明，旋光度与蔗糖溶液的浓度呈线性关系，说明旋光仪可以用于测定溶液的浓度。
2. 实验过程中，旋光仪的读数受到多种因素的影响，如旋光管的长度、温度等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行调整和校准。
3. 本实验中，旋光率的计算结果为2.4 × 10° / dm.g/ml，与文献报道的蔗糖旋光率相符。
WXG-4圆盘旋光仪 原理和结构
旋光仪的原理和结构1. 旋光现象和旋光度一般光源发出的光，其光波在垂直于传播方向的一切方向上振动，这种光称为自然光，或称非偏振光。
而只在一个方向上有振动的光称为平面偏振光。
当一束平面偏振光通过某些物质时，其振动方向会发生改变，此时光的振动面旋转一定的角度，这种现象称为物质的旋光现象，这种物质称为旋光物质。
旋光物质使偏振光振动面旋转的角度称为旋光度。
尼柯尔(Nicol)棱镜就是利用旋光物质的旋光性而设计的。
2. 旋光仪的构造原理和结构旋光仪的主要元件是两块尼柯尔棱镜。
尼柯尔棱镜是由两块方解石直角棱镜沿斜面用加拿大树脂粘合而成.当一束单色光照射到尼柯尔棱镜时，分解为两束相互垂直的平面偏振光，一束折射率为1.658的寻常光，一束折射率为1.486的非寻常光，这两束光线到达加拿大树脂粘合面时，折射率大的寻常光(加拿大树脂的折射率为1.550)被全反射到底面上的墨色涂层被吸收，而折射率小的非寻常光则通过棱镜，这样就获得了一束单一的平面偏振光。
用于产生平面偏振光的棱镜称为起偏镜，如让起偏镜产生的偏振光照射到另一个透射面与起偏镜透射面平行的尼柯尔棱镜，则这束平面偏振光也能通过第二个棱镜，如果第二个棱镜的透射面与起偏镜的透射面垂直，则由起偏镜出来的偏振光完全不能通过第二个棱镜。
如果第二个棱镜的透射面与起偏镜的透射面之间的夹角α在0°～90°之间，则光线部分通过第二个棱镜，此第二个棱镜称为检偏镜。
通过调节检偏镜，能使透过的光线强度在最强和零之间变化。
如果在起偏镜与检偏镜之间放有旋光性物质，则由于物质的旋光作用，使来自起偏镜的光的偏振面改变了某一角度，只有检偏镜也旋转同样的角度，才能补偿旋光线改变的角度，使透过的光的强度与原来相同。
旋光仪就是根据这种原理设计的。
3. 影响旋光度的因素(1) 溶剂的影响旋光物质的旋光度主要取决于物质本身的结构。
另外，还与光线透过物质的厚度，测量时所用光的波长和温度有关。
实验九 旋光率的测量与 圆盘旋光仪
主讲
学习 要求
张
群
●了解圆盘旋光仪的构造及旋光率测量原理 ●学会圆盘旋光仪的使用及校正方法
实验室
圆盘旋 光仪
●起偏振器
●圆盘旋光仪的构造
旋光仪主要由起偏振 器和检偏振器两部分 组成。 检偏 振器
起偏 振器
起偏振器是由尼科尔棱镜(Nicol-prism) 构成，使各向振动的可见光起偏振。
●样品测量
WXG-4 圆盘旋光仪
选取适当的样品管（旋光管），将其装满待测样品，在恒温条件下读取读 数，用此读数减（或加）校正的“初读数”，即为“测量值”。
●圆盘旋光仪的读数
10 15 20
0 10 20 30 40 50 50 40 30 20 10 0
20 15 10
160 165 170
0 10 20 30 40 50
样品
左读数
旋光度α
右读数 平均值
备注
蒸馏水 蔗糖 ●实验结果
初读数α = ？
℃ (乙醇) [α]20 D =？
实验设计方案
实验教学 ●了解圆盘旋光仪的构造及旋光率测量原理 目的 ●学会圆盘旋光仪的使用及校正方法 实验仪器 配置 仪器设备名称
圆盘旋光仪 超级恒温器 容量瓶
规格型号
LB801 50mL
50 40 30 20 10 0
170 165 160
零视场
左读数 α=8.84
右读数 α=8.82
左读数 α=-21.12
右读数 α=-21.08
平均值α=8.83
平均值α=-21.10实验 容圆盘旋光仪的校正●实验目的
用蒸馏水对指定的旋光仪进行校正；测定蔗糖、 果糖在常温时的比旋光度。
WXG_4型旋光仪三分视场亮暗调节
物理实验第30 卷第3 期Vo l . 30 No . 3P H YSICS EXP ER I M EN TA T I O N2010 年3 月Ma r.,2010集锦WXG24 型旋光仪三分视场亮暗调节于晓红,连洁,龙爱群,马跃进(山东大学信息科学与工程学院,山东济南250100)摘要:针对W X G24 型旋光仪的均匀亮视场和均匀暗视场的亮度对比不明显问题进行了研究,分析了三分视场光强与起偏器透振方向的关系,得出原因是起偏器透振方向与半波片的光轴夹角太大.旋转起偏器,使其透振方向与半波片的光轴夹角减小并固定,均匀亮视场和均匀暗视场的亮度对比明显,使仪器恢复正常使用.关键词:旋光仪;起偏器;旋光性文章编号:100524642 (2010) 0320032203中图分类号:O436 . 3 文献标识码: A此分割而成的三分视场.石英晶片的光轴方向与起偏器、检偏器的透振方向同位于垂直于仪器光轴的平面内(图2 中CD 方向) . 实验时起偏器透振方向固定,旋转检偏器,使其透振方向在图2 的平面内旋转,通过目镜可以观察到亮暗连续变化引言1用旋光仪观察物质旋光性及测定物质旋光率是高校普通光学实验的基本内容之一. W X G24型旋光仪在长期使用后,出现一些问题,导致测量精度下降, 而厂家说明书说并未给出解决方法.笔者根据教学实践,分析了原因,研究出解决问题方法,使仪器恢复正常使用.旋光实验原理2自然界有些物质具有旋光性,当线偏振光在旋光物质中传播时,振动面将旋转一定角度.测量不同浓度的旋光物质溶液放入光路中产生的旋光角,可以计算溶液的浓度及物质的旋光度.实验光路如图1 所示[ 1 ] 。
(a)( b)图1 旋光实验光路图图1 中半波片为一长方形石英片,位于光路截面的中央,将光路的圆形截面直径分割为三部分,两侧为空气,通过物目镜组看到的视场就是由(c)图2( d)三分视场光强变化原理图收稿日期:2009206201 ;修改日期:2009209218作者简介:于晓红(1979 - ) ,女,山东烟台人,山东大学信息科学与工程学院助理工程师,硕士,从事光学实验教学与仪的三分视 场. 检 偏 器 透 振 方 向 转 过 360°的 过 程 器正常使用时α为 10°左右 , 故此时视野呈较亮状 态 , 且三分视场亮度均匀 , 如图 3 ( c ) 所示 .4) 当 P 2 与 A B 平行时 , 如图 2 ( d ) , 两边直接中 ,将产生 4 个特殊的三分视场 ,以此为例说明三分视场的原理.图 2 中 P 1是起偏器的透振方向 , P 2 是检偏π1 来自起偏器的光偏振面与 P2 夹角为 - α, 而中 2 器透振方向 , P 1与半波片 的光 轴 方向 夹角 为 α,1 π 正常使用时通常为 10°左右 . 实验过程中 , P 1保 间经过半波片的光偏振面与 夹角也是 - α,1 P2 2持固定 ,α亦固定 , 仅 P 2 可以连续改变. 线 A B 与π这样中间和两边的光与检偏器夹角都是 2 - α, 由马吕斯定律线 C D 垂直 . 钠光灯发出的光线经过起偏器后变 成线偏振光 , 光路中央的线偏振光经过半波片后 ,振动方向转过 2α[ 2 ] , 为 P 2 . 当旋转检偏器使 P 21 π2I t = I o co s - α( 2)方向连续变化时 , 三分视场中间部分与两边部分2将出现明暗的连续变化 , 其中两边的明暗变化情可知 , 三分视场光强应当相同 , 视场均匀 , 且视野 呈较暗状态 . 如图 3 ( d ) 所示.由以上分析可知三分视场均匀亮 [ 图 3 ( c ) ] ,与均匀暗 [ 图 3 ( d ) ]时 ,检偏器透振方向角度相差况相同. 如下所述 :P 2 平行时 , 如图 2 ( a ) , 在视野中1) 当 P 2 与 1 将观察到 , 中间部分较明亮 , 而两边较暗 , 视场如图 3 (a ) 所示 .π 2. 因为暗视场下光强随角度变化的灵敏度比亮视场灵敏度要高 ,所以将三分视场均匀暗的位置 作为仪器的读数位置.测量时 ,先将纯净水样品放置在仪器光路中 ,旋转检偏器使三分视场均匀暗 ,读出数值作为仪器的零点 ,取出纯净水 ,再放入旋光溶液样品 ,再 次旋转检偏器使三分视场均匀暗 ,读出的数值减去零点 ,即为该样品的旋光角 . 可见 ,判断三分视 场亮度均匀且是暗视场 ,是保证实验正确操作的 关键 .(a )( b )问题及解决方法3 实验当中发现 ,无论怎样旋转检偏器 ,两次均 匀视场 [ 见图 3 (c ) 和图 3 ( d ) ]的亮度差别不大 ,均 较亮 ,没有明显的亮暗对比. 学生在读数时容易 混淆这两个三分均匀视场 ,导致读数错误 (相差约90°) ,同时较亮视场下人眼灵敏度也降低 ,导致误(c )图 3 ( d )三分视场光强变化图P 2 与 P 1 平行时 , 如图 2 ( b ) , 在视野中2) 当 差增加. 分析 (1) 和 (2) 式可知 ,原因应该是 P 1和 1 1 可以看到 , 中间部分较暗 , 而两边较亮 , 如图 3 ( b )πCD 的夹角α 太大 , 导致 α与 - α差别不大 ,进2而导致 2 次均匀视场的亮度差别不大 . 要想获得 2 个明暗对比明显的均匀三分视场 ,就要减小α.为此 ,先旋转检偏器 ,将三分视场的亮度调至 均匀 ,保持检偏器透振方向不变 ,然后将仪器光路 中的起偏器进行旋转 ,将均匀视场的亮度调至极 低 ,但不至于全黑 ,以轻微旋转检偏器时人眼能分 所示.3) 当 P 2 与 CD 平行时 , 如图 2 ( c ) , 两边直接来自起偏器的光偏振方向 P 1与 1 P 2 夹角为α, 而 中间经过半波片的光偏振方向 P 2与 1 P 2 的夹角 也是α, 这样中间和两边的光偏振方向与 P 2 夹角 均为α, 由马吕斯定律I t = I o co s 2α( 1)可知 , 三分视场光强应当相同 , 视场均匀 . 由于仪辨出三分视场界线为准 . 此时α角很小 ,约在 10°物理实验34 第30 卷左右,检偏器透振方向为 A B . 固定起偏器,使得α角固定. 然后旋转检偏器至透振方向为CD 时, 可以观察到另一亮度均匀的三分视场,此时视场较亮,与较暗的视场亮度对比明显,两者很容易区分开. 夹角减小,使得两次均匀三分视场的亮暗对比明显,提高了读数精度,仪器恢复正常使用.参考文献:[ 1 ]国克喜,马宝民, 魏爱俭.实验光学[ M ] .济南: 山东大学出版社,2006 .[ 2 ]蔡履中,王成彦, 周玉芳.光学[ M ] .济南: 山东大学出版社,2002 :2722273 .4结论旋转起偏器,使其透振方向与半波片的光轴Adjustm ent of bright vision and d ark vision of WXG24 polarim eter YU Xiao2ho ng , L IA N J ie , L O N G Ai2qun , M A Yue2ji n ( Info r matio n Scie n ce a n d Engi n eeri n g In s tit u t e , Sha n do n g U n ive r s it y , J i n a n250100 , Chi n a)Abstract : To i mp ro v e t h e bri g ht n e s s co n t r a s t bet w ee n bri g ht vi s io n a n d da r k vi s io n i n W X G24 po2 la ri met e r , t he relatio n ship bet wee n vi s ual fiel d’s li ght i nt e n s it y a nd di rectio n of pola rizatio n of t h e po2 la rize r i s a nal yzed. The rea so n i s t hat t he a ngle bet wee n t he pola rizatio n di rectio n a nd t he op t i cal a xi s of t he half2wa ve p lat e i s a lit t le too la r ge . The p ro ble m i s sol ved by ro t ati ng t he pola rize r to decrea s i n g t h e a n gle .K ey w ords : pola r i met e r ; pola r ize r ; op t ical activit y[ 责任编辑:郭伟](上接第31 页)Mea s ure m ent of w a ist ra d ius of G a u ssi an b ea m by f itt i ng m ethodH U A N G Shui2pi ng , GU O Xu2do ng , Z H A N G Fei2ya n , YE Zho ng( Facult y of Scie n ce , Ni n gbo U n ive r s it y , Ni n gbo 315211 , Chi n a)Abstract : Ba s ed o n t h e t r a n s ve r s e li g ht i n t e n s it y di s t r i b utio n of G a u s sia n bea m , t h e relatio n be2 t wee n li ght po wer a n d ap er t u re i s derived. The ra di u s of G a u ssia n bea m i s mea s ure d u s i ng t w o di ff e r2 e nt fit ti ng met ho d s. The mea s ure me nt i s ca r rie d o ut u si ng do uble bea m p at h to reduce t h e e ff e ct of po we r s hif t of t he la ser . The re s ult s s ho w t hat it i s app rop riat e a nd f ea si ble to mea s ure t he wai s t ra d i2 u s of G a u s sia n bea m u s i n g fit t i n g met h o d.K ey w ords : Ga u s sia n bea m ; wai s t ra d i u s ; fit t i n g met h o d[ 责任编辑:郭伟]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
旋光仪的原理和结构1. 旋光现象和旋光度一般光源发出的光，其光波在垂直于传播方向的一切方向上振动，这种光称为自然光，或称非偏振光。
而只在一个方向上有振动的光称为平面偏振光。
当一束平面偏振光通过某些物质时，其振动方向会发生改变，此时光的振动面旋转一定的角度，这种现象称为物质的旋光现象，这种物质称为旋光物质。
旋光物质使偏振光振动面旋转的角度称为旋光度。
尼柯尔(Nicol)棱镜就是利用旋光物质的旋光性而设计的。
2. 旋光仪的构造原理和结构旋光仪的主要元件是两块尼柯尔棱镜。
尼柯尔棱镜是由两块方解石直角棱镜沿斜面用加拿大树脂粘合而成.当一束单色光照射到尼柯尔棱镜时，分解为两束相互垂直的平面偏振光，一束折射率为1.658的寻常光，一束折射率为1.486的非寻常光，这两束光线到达加拿大树脂粘合面时，折射率大的寻常光(加拿大树脂的折射率为1.550)被全反射到底面上的墨色涂层被吸收，而折射率小的非寻常光则通过棱镜，这样就获得了一束单一的平面偏振光。
用于产生平面偏振光的棱镜称为起偏镜，如让起偏镜产生的偏振光照射到另一个透射面与起偏镜透射面平行的尼柯尔棱镜，则这束平面偏振光也能通过第二个棱镜，如果第二个棱镜的透射面与起偏镜的透射面垂直，则由起偏镜出来的偏振光完全不能通过第二个棱镜。
如果第二个棱镜的透射面与起偏镜的透射面之间的夹角α在0°～90°之间，则光线部分通过第二个棱镜，此第二个棱镜称为检偏镜。
通过调节检偏镜，能使透过的光线强度在最强和零之间变化。
如果在起偏镜与检偏镜之间放有旋光性物质，则由于物质的旋光作用，使来自起偏镜的光的偏振面改变了某一角度，只有检偏镜也旋转同样的角度，才能补偿旋光线改变的角度，使透过的光的强度与原来相同。
旋光仪就是根据这种原理设计的。
3. 影响旋光度的因素(1) 溶剂的影响旋光物质的旋光度主要取决于物质本身的结构。
另外，还与光线透过物质的厚度，测量时所用光的波长和温度有关。
如果被测物质是溶液，影响因素还包括物质的浓度，溶剂也有一定的影响。
因此旋光物质的旋光度，在不同的条件下，测定结果通常不一样。
因此一般用比旋光度作为量度物质旋光能力的标准。
(2) 温度的影响温度升高会使旋光管膨胀而长度加长，从而导致待测液体的密度降低。
另外，温度变化还会使待测物质分子间发生缔合或离解，使旋光度发生改变。
(3) 浓度和旋光管长度对比旋光度的影响在一定的实验条件下，常将旋光物质的旋光度与浓度视为成正比，因为将比旋光度作为常数。
而旋光度和溶液浓度之间并不是严格地呈线性关系，因此严格讲比旋光度并非常数。
旋光度与旋光管的长度成正比。
旋光管通常有10cm、20cm、22cm三种规格。
经常使用的有10cm长度的。
但对旋光能力较弱或者较稀的溶液，为提高准确度，降低读数的相对误差，需用20cm或22cm长度的旋光管。
4．旋光仪的使用方法首先打开钠光灯，稍等几分钟，待光源稳定后，从目镜中观察视野，如不清楚可调节目镜焦距使视场明亮清晰。
选用合适的样品管并洗净，充满蒸馏水(应无气泡)，放入旋光仪的样品管槽中，调节检偏镜的角度使三分视野消失，读出刻度盘上的刻度并将此角度作为旋光仪的零点。
零点确定后，将样品管中蒸馏水换为待测溶液，按同样方法测定，此时刻度盘上的读数与零点时读数之差即为该样品的旋光度。
5．使用注意事项（1）旋光仪在使用时，需通电预热几分钟，但钠光灯使用时间不宜过长。
（2）旋光仪是比较精密的光学仪器，使用时，仪器金属部分切忌沾污酸碱，防止腐蚀。
（3）光学镜片部分不能与硬物接触，以免损坏镜片。
不能随便拆卸仪器，以免影响精度。
自动指示旋光仪结构及测试原理目前国内生产的旋光仪，其三分视野检测、检偏镜角度的调整，采用光电检测器。
通过电子放大及机械反馈系统自动进行，最后数字显示。
该旋光仪具有体积小、灵敏度高、读数方便、减少人为的观察三分视野明暗度相同时产生的误差，对弱旋光性物质同样适应。
仪器的维护(1) 仪器应放在通风干燥和温度适宜的地方，以免受潮发霉。
(2) 仪器连续使用时间不宜超过4小时。
如果使用时间较长，中间应关熄10－15分钟，待钠光灯冷却后再继续使用，或用电风扇吹打，减少灯管受热程度，以免亮度下降和寿命降低。
(3) 试管用后要及时将溶液倒出，用蒸馏水洗涤干净，揩干藏好。
所有镜片均不能用手直接揩擦，应用柔软绒布揩擦。
(4) 旋光仪停用时，应将塑料套套上。
装箱时，应按固定位置放入箱内并压紧之。
WXG-4圆盘旋光仪的使用方法4.1 准备工作4.1.1 先把预测溶液配好，并加以稳定和沉淀；4.1.2 把预测溶液盛入试管待测。
但应注意试管两端螺旋不能旋得太紧（一般以随手旋紧不漏水为止），以免护玻片产生应力而引起视场亮度发生变化，影响测定准确度，并将两端残液揩拭干净；4.1.3 接通电源，约点燃10min，待完全发出钠黄光后，才可观察使用；4.1.4 检验度盘零度位置是否正确，如不正确，可旋松度盘盖四只连接螺钉、转动度盘壳进行校正（只能校正0.5°以下），或把误差值在测量过程中加减之。
4.2 测定工作：4.2.1 打开镜盖，把试管放入镜筒中测定，并应把镜盖盖上和试管有圆泡一端朝上，以便把气泡存入，不致影响观察和测定；4.2.2 调节视度螺旋至视场中三分视界清晰时止；4.2.3 转动度盘手轮，至视场照度相一致（暗现场）时止；4.2.4 从放大镜中读出度盘所旋转的角度；4.2.5 利用前述公式，求出物质的比重、浓度、纯度与含量。
4.3 仪器之保养4.3.1 仪器应放在空气流通和温度适宜的地方，并不宜低放，以免光学零部件、偏振片与受潮发霉及性能衰退；4.3.2 钠光灯管使用时间不宜超过4h，长时间使用应用电风扇吹风或关熄10~15min，待冷却后再使用。
灯管如遇有只红光不能发黄光时，往往是因输入电压过底（不到220v）所致，这时应设法升高电压到220v左右；4.3.3 试管使用后，应及时用水或蒸馏水冲洗干净，揩干藏好；4.3.4 镜片不能用不洁或硬质布、纸去揩，以免镜片表面产生道子等；4.4.5 仪器不用时，应将仪器放入箱内或用塑料罩罩上，以防灰尘侵入；4.4.6 仪器、钠光灯管、试管等装箱时，应按规定位置放置，以免压碎；4.4.7 不懂装校方法，切勿随便拆动，以免由于不懂校正方法而无法装校好。
遇有故障或损坏,应及时送制造厂或修理厂整修，以保持仪器的使用寿命和测定准确度。
遇有故障或损坏，应及时送制造厂或修理厂整修，以保持仪器的使用寿命和测定准确度。
旋光仪的使用方法1. 旋光现象和旋光度一般光源发出的光，其光波在垂直于传播方向的一切方向上振动，这种光称为自然光，或称非偏振光;而只在一个方向上有振动的光称为平面偏振光。
当一束平面偏振光通过某些物质时，其振动方向会发生改变，此时光的振动面旋转一定的角度，这种现象称为物质的旋光现象，这种物质称为旋光物质。
旋光物质使偏振光振动面旋转的角度称为旋光度。
尼柯尔(Nicol)棱镜就是利用旋光物质的旋光性而设计的。
2. 旋光仪的构造原理和结构旋光仪的主要元件是两块尼柯尔棱镜。
尼柯尔棱镜是由两块方解石直角棱镜沿斜面用加拿大树脂粘合而成，如图Ⅱ-5-4所示。
图Ⅱ-5-4 尼柯尔棱镜当一束单色光照射到尼柯尔棱镜时，分解为两束相互垂直的平面偏振光，一束折射率为1.658的寻常光，一束折射率为1.486的非寻常光，这两束光线到达加拿大树脂粘合面时，折射率大的寻常光(加拿大树脂的折射率为 1.550)被全反射到底面上的墨色涂层被吸收，而折射率小的非寻常光则通过棱镜，这样就获得了一束单一的平面偏振光。
用于产生平面偏振光的棱镜称为起偏镜，如让起偏镜产生的偏振光照射到另一个透射面与起偏镜透射面平行的尼柯尔棱镜，则这束平面偏振光也能通过第二个棱镜，如果第二个棱镜的透射面与起偏镜的透射面垂直，则由起偏镜出来的偏振光完全不能通过第二个棱镜。
如果第二个棱镜的透射面与起偏镜的透射面之间的夹角在0°～90°之间，则光线部分通过第二个棱镜，此第二个棱镜称为检偏镜。
通过调节检偏镜，能使透过的光线强度在最强和零之间变化。
如果在起偏镜与检偏镜之间放有旋光性物质，则由于物质的旋光作用，使来自起偏镜的光的偏振面改变了某一角度，只有检偏镜也旋转同样的角度，才能补偿旋光线改变的角度，使透过的光的强度与原来相同。
旋光仪就是根据这种原理设计的。
如图Ⅱ-5-5所示。
图Ⅱ-5-5 旋光仪构造示意图1.目镜;2.检偏棱镜;3.圆形标尺;4.样品管;5.窗口;6.半暗角器件;7.起偏棱镜;8.半暗角调节;9.灯。
通过检偏镜用肉眼判断偏振光通过旋光物质前后的强度是否相同是十分困难的，这样会产生较大的误差，为此设计了一种在视野中分出三分视界的装置，原理是:在起偏镜后放置一块狭长的石英片，由起偏镜透过来的偏振光通过石英片时，由于石英片的旋光性，使偏振光旋转了一个角度，通过镜前观察，光的振动方向如图Ⅱ-5-6所示。
图Ⅱ-5-6 三分视野示意图A是通过起偏镜的偏振光的振动方向，A′是又通过石英片旋转一个角度后的振动方向，此两偏振方向的夹角称为半暗角(=2°～3°)，如果旋转检偏镜使透射光的偏振面与A′平行时，在视野中将观察到:中间狭长部分较明亮，而两旁较暗，这是由于两旁的偏振光不经过石英片，如图Ⅱ-5-6(b)所示。
如果检偏镜的偏振面与起偏镜的偏振面平行(即在A的方向时)，在视野中将是:中间狭长部分较暗而两旁较亮，如图Ⅱ-5-6(a)。
当检偏镜的偏振面处于时，两旁直接来自起偏镜的光偏振面被检偏镜旋转了，而中间被石英片转过角度?的偏振面对被检偏镜旋转角度，这样中间和两边的光偏振面都被旋转了，故视野呈微暗状态，且三分视野内的暗度是相同的，如图Ⅱ-5-6(c)，将这一位置作为仪器的零点，在每次测定时，调节检偏镜使三分视界的暗度相同，然后读数。
3.影响旋光度的因素(1)溶剂的影响旋光物质的旋光度主要取决于物质本身的结构。
另外，还与光线透过物质的厚度，测量时所用光的波长和温度有关。
如果被测物质是溶液，影响因素还包括物质的浓度，溶剂也有一定的影响。
因此旋光物质的旋光度，在不同的条件下，测定结果通常不一样。
因此一般用比旋光度作为量度物质旋光能力的标准，其定义式为:式中D表示光源，通常为钠光D线，t为实验温度，a为旋光度，L为液层厚度，单位为厘米，C为被测物质的浓度(以每毫升溶液中含有样品的克数表示)，在测定比旋光度值时，应说明使用什么溶剂，如不说明一般指水为溶剂。
(2)温度的影响温度升高会使旋光管膨胀而长度加长，从而导致待测液体的密度降低。
另外，温度变化还会使待测物质分子间发生缔合或离解，使旋光度发生改变。
通常温度对旋光度的影响，可用下式表示:式中t为测定时的温度，Z为温度系数。