旋光现象及应用数据处理讲义武汉理工大学物理实验
光的偏振与旋光实验
光的偏振与旋光实验光的偏振与旋光实验是一个重要的实验，用于研究光的特性以及材料对光的影响。
在这篇文章中，我将从物理定律开始，详细解释光的偏振与旋光实验的准备、过程以及其在科学研究和应用中的重要性。
首先，我们来了解一下光的偏振与旋光的概念和物理定律。
光是由电磁波组成的，它的电场和磁场垂直于光的传播方向。
光的振动方向决定了光的偏振状态。
光可以是线偏振、圆偏振或者无偏振。
偏振定律描述了光的偏振状态，其中最常见的是马克斯韦尔方程组。
在实验中，我们可以使用偏振片来选择特定方向的偏振光。
旋光是光传播过程中振动方向发生旋转的现象。
这种旋转是由介质的分子结构性质造成的，被称为光学活性。
旋光现象通常被使用旋光仪来测量。
旋光度是旋光仪测量结果的一个指标，它表示单位长度内光的旋转角度。
了解了光的偏振与旋光的基本概念后，我们将进一步研究光的偏振与旋光实验的准备与过程。
准备实验时，我们需要一些基本的实验器材，如偏振片、光源、旋光仪、样品等。
偏振片可以选择不同方向的线偏振光，光源可以是常见的白光或单色光源。
实验过程中，我们可以先使用偏振片选择特定的偏振方向。
然后，我们通过旋光仪测量光通过样品后的旋光度。
在这个过程中，我们需要调整旋转仪的角度来找到样品的最大旋光度。
需要注意的是，实验过程中的环境条件需要保持稳定，如光源与样品之间的距离、温度等。
完成实验后，我们可以根据实验数据进行分析和研究。
通过测量不同样品的旋光度，我们可以了解不同物质对光的旋光的影响程度。
这对于研究物质的结构性质以及光学活性非常重要。
光的偏振与旋光实验在许多领域有广泛的应用。
在分析化学中，通过测量光的旋光度可以确定化合物的结构和构型。
在药学中，旋光实验可以用于研究药物的活性以及光学活性分子的合成。
在材料科学中，光的偏振与旋光实验可以用于研究材料的光学性质和制备光学元件。
此外，光的偏振与旋光实验还在科学研究以及日常生活中有各种应用。
比如，在光通信中，利用光纤传输信号时，常常需要考虑光的偏振性质。
旋光现象的实验报告
一、实验目的1. 理解旋光现象的基本原理。
2. 掌握旋光仪的使用方法。
3. 测量旋光物质的旋光度，分析其旋光性质。
4. 了解旋光现象在化学、医药等领域的应用。
二、实验原理旋光现象是指线偏振光通过某些物质（尤其是含有不对称碳原子物质，如蔗糖）的溶液或某些晶体（如石英）后，其振动面（偏振面）会旋转一定角度的现象。
这种现象称为旋光现象，旋转的角度称为旋光度。
旋光度与旋光物质的浓度、溶液的厚度以及所用光的波长有关。
对于有机物质的溶液，旋光度Q与光线在溶液中通过的距离l（单位为分米）和浓度c（单位为g/100ml）成正比，即Q = αlc，其中α是该溶液在t时对某一波长单色光的旋光率。
三、实验器材1. 旋光仪2. 旋光样品（如蔗糖溶液、石英晶体等）3. 光源（如钠光灯）4. 移液管5. 量筒6. 烧杯7. 滤纸8. 胶头滴管四、实验步骤1. 旋光仪的调试：- 打开旋光仪电源开关，预热5～10分钟，待完全发出钠黄光后方可观察使用。
- 调节旋光仪的零点，使光路中无旋光物质时，指针指向零位。
2. 旋光样品的配制：- 准确称取一定量的旋光样品，在烧杯中加入适量溶剂（如水、乙醇等），搅拌使其溶解。
- 将溶液转移至量筒中，定容至刻度线，摇匀。
3. 旋光度的测定：- 用移液管吸取一定量的旋光样品，放入旋光仪的样品管中。
- 转动旋光仪的旋钮，使光路中通过旋光样品。
- 观察指针的偏转，记录下指针所指的角度，即为旋光度。
4. 重复实验：- 重复上述步骤，分别测定不同浓度或不同样品的旋光度。
五、实验结果与分析1. 旋光度的测定结果：- 蔗糖溶液的旋光度为：+53.6°- 石英晶体的旋光度为：+34.2°2. 旋光现象分析：- 蔗糖溶液具有旋光性，其旋光度为正值，表明其为右旋物质。
- 石英晶体也具有旋光性，其旋光度为正值，表明其为右旋物质。
六、实验结论1. 旋光现象是由于线偏振光通过旋光物质时，其振动面发生旋转而产生的。
旋光体物理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解旋光现象的基本原理。
2. 观察和测量旋光物质对偏振光的旋光效应。
3. 掌握旋光度与旋光物质浓度、厚度以及入射光波长之间的关系。
4. 应用旋光现象进行溶液浓度的检测。
二、实验原理旋光现象是指当偏振光通过某些物质时，其振动面会发生旋转的现象。
这种现象通常由旋光物质引起，如某些有机化合物、糖类、氨基酸等。
旋光现象与旋光物质的浓度、厚度以及入射光的波长有关。
实验中，我们可以通过测量旋光物质对偏振光的旋光角度，即旋光度，来研究旋光现象。
旋光度与旋光物质的浓度、厚度以及入射光的波长之间的关系可以表示为：\[ \alpha = [\alpha] \cdot c \cdot l \]其中，\(\alpha\)为旋光度，[\(\alpha\)]为旋光率，\(c\)为旋光物质的浓度，\(l\)为旋光物质的光程。
三、实验仪器与材料1. 旋光仪2. 偏振光源3. 旋光管4. 旋光溶液（如葡萄糖溶液）5. 标准旋光溶液6. 秒表7. 记录本四、实验步骤1. 将旋光管洗净并烘干，确保其内部无气泡和杂质。
2. 将标准旋光溶液倒入旋光管中，确保液面距离旋光管顶部约1厘米。
3. 打开旋光仪，调整偏振光源，使其发出偏振光。
4. 将旋光管放入旋光仪中，调整旋光仪的刻度盘，使偏振光通过旋光管后，观察旋光仪的读数。
5. 记录旋光溶液的浓度、旋光率、旋光角度以及旋光物质的厚度。
6. 重复步骤2-5，分别使用不同浓度的旋光溶液进行实验。
7. 比较不同浓度旋光溶液的旋光度，分析旋光度与旋光物质浓度之间的关系。
8. 使用不同波长的光进行实验，比较不同波长光的旋光度，分析旋光度与入射光波长之间的关系。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们观察到旋光溶液对偏振光的旋光角度随着旋光物质浓度的增加而增大。
2. 实验结果表明，旋光度与旋光物质的浓度成正比，符合旋光现象的基本原理。
3. 当使用不同波长的光进行实验时，观察到旋光度随着入射光波长的增大而减小。
武汉理工大学大学物理实验数据处理基础知识76页PPT
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
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10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
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36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
旋光效应的应用实验原理
旋光效应的应用实验原理1. 什么是旋光效应？旋光效应是光在穿过某些具有对称结构的物质时发生的一种现象。
当线偏振光通过这些物质时，光的偏振面会发生旋转，这种旋转称为旋光。
旋光效应在化学、物理学和光学等领域中有广泛的应用。
2. 旋光效应的原理旋光效应的原理基于光的偏振现象和物质的分子结构。
物质通常由分子或晶体组成，而这些分子或晶体的结构会影响光通过的方式。
在一些有对称性的分子或晶体中，当线偏振光通过时，电矢量会与分子或晶体的结构相互作用，导致光的偏振面发生旋转。
3. 旋光实验的设备和材料进行旋光实验需要以下设备和材料：•旋光仪：用于测量光的旋光角度的仪器，常见的有旋光仪和偏振光源一体化的装置。
•光源：提供偏振光的光源，常用的有偏振片和激光等。
•旋光样品：即含有对称结构的物质，用于观察和测量旋光效应。
4. 旋光实验的步骤旋光实验的步骤如下：1.准备实验设备和材料：确保旋光仪和光源正常工作，选择合适的旋光样品。
2.产生偏振光：将光源产生的光通过偏振片或其他方法进行偏振，以得到线偏振光。
3.调整旋光仪：根据实验需要，调整旋光仪的参数，如旋转角度和感光度等。
4.测量旋光角度：将旋光样品放置在旋光仪中，观察并记录旋光仪的读数，得到旋光角度。
5.分析实验结果：根据测得的旋光角度，分析样品的旋光性质和浓度等。
5. 旋光效应的应用旋光效应在很多领域中都有重要的应用，下面列举一些常见的应用：•化学分析：旋光效应可以用于测定化学物质的浓度、纯度和结构等。
•药物研究：旋光效应可用于检测和分析药物的光学活性和构型。
•食品工业：旋光效应可以应用于食品工业中，用于测定糖分、脂肪含量等。
•光学器件：旋光效应在光学器件中有重要的应用，例如偏光器、光栅等。
6. 旋光实验的注意事项进行旋光实验时，需要注意以下事项：•使用合适的光源和旋光仪，确保实验的准确性和可靠性。
•选择适当的旋光样品，保证其旋光效应明显可测。
•正确操作设备，并注意实验室的安全事项，保持实验环境的整洁和安全。
大学旋光效应实验报告
大学旋光效应实验报告大学旋光效应实验报告引言旋光效应是光学中的一个重要现象，它是指当光线通过具有旋光性质的物质时，光线的偏振方向会发生旋转的现象。
这一现象在化学、生物、医药等领域都有广泛的应用。
本实验旨在通过实际操作，观察和研究旋光效应的基本原理和特性。
实验装置和方法实验所需的装置主要包括：光源、偏振片、旋光仪和样品。
首先，我们将光源放置在适当的位置，并使用偏振片将光线偏振为特定方向。
然后，将样品放置在旋光仪中，并调整旋光仪的角度，使其与光线方向垂直。
记录旋光仪的读数，并根据旋光仪的刻度计算出旋光角度。
实验结果与分析在实验中，我们选择了不同的样品，包括蔗糖溶液、葡萄糖溶液和对映体化合物。
通过实验测量，我们得到了不同样品的旋光角度，并进一步分析了其原因。
首先，我们研究了蔗糖溶液的旋光效应。
在实验中，我们发现蔗糖溶液的旋光角度与溶液浓度呈正相关关系。
这是因为蔗糖分子具有手性结构，其分子旋转能力与溶液中蔗糖的浓度成正比。
这一结果与旋光效应的基本原理相符。
其次，我们研究了葡萄糖溶液的旋光效应。
与蔗糖溶液不同，葡萄糖溶液的旋光角度与溶液浓度之间没有明显的相关性。
这是因为葡萄糖分子的结构对旋光效应的影响较小，旋光角度主要受到其他因素的影响，如溶液的温度和pH值等。
这一结果表明不同的物质对旋光效应的影响是复杂而多样的。
最后，我们研究了对映体化合物的旋光效应。
对映体化合物是一类具有相同分子式但空间构型不对称的化合物。
在实验中，我们选择了一对对映体化合物进行研究，并发现它们的旋光角度大小相等但方向相反。
这是因为对映体化合物的分子结构对旋光效应具有决定性的影响，两个对映体化合物的旋光角度大小相等但方向相反是由于它们的分子结构镜像对称。
结论通过本次实验，我们深入了解了旋光效应的基本原理和特性。
我们发现不同物质对旋光效应的影响是多样而复杂的，旋光角度与溶液浓度、分子结构等因素相关。
这一实验为我们进一步研究和应用旋光效应提供了基础。
大学物理实验报告旋光效应
大学物理实验报告旋光效应实验名称：旋光效应的测量实验目的：1.学习旋光仪的使用方法，掌握测量旋光度实验的方法。
2.了解旋光效应的基本概念和原理。
3.根据实验数据，计算出旋光最大角度和比旋光度的数值。
实验原理：当线偏振光通过旋光物质时，其振动面会随之旋转，而入射光的振动方向不变，则通过旋光物质后的偏振光线偏振面与原偏振面之间的夹角变化就称为旋光度，是旋光物质的一个重要参数。
在旋光物质中，旋光度与旋光角的关系如下：旋光度α = βl/(πd)其中β为旋光角，l为光路长度，d为旋光物质的浓度。
而旋光角β还与旋光物质的物理性质和光线的波长有关。
在实验中，常用的旋光物质是葡萄糖溶液，其旋光角与波长的关系可由式子计算得出：β = (αλ)/(4.5)其中α为旋光度，λ为波长。
实验设备：旋光仪、葡萄糖溶液、半透明镜、偏振片、灯泡、平行光板实验步骤：1.将旋光仪的铜筒底座固定在实验桌上，安装完毕后把旋光仪臂旁的托架转至水平位置并锁紧。
2.在旋光仪轴上安装好平行光板，并将旋光仪刻度盘指针复位于初始位置。
3.利用灯泡发出的光进行实验。
将灯泡放置在旋光仪的背后，使光线经过葡萄糖溶液后，经过偏振片和半透明镜后照射到旋光仪的平行光板上。
4.调整偏振片和半透明镜的方向，使其交叉形成十字星状，然后转动旋光仪使下面的光束正向上照射，观察光线通过旋光仪时旋转的方向。
5.转动旋光仪，调整其刻度盘，测量旋转的最大角度，并记录下来。
6.重复实验3-5步骤，改变葡萄糖溶液的浓度和光线的波长，分别记录和计算旋光度大小和旋光角的数值。
实验数据：注：实验中使用的白炽灯光的波长为550nm实验结果：计算结果表明，在使用浓度为0.1g/ml的葡萄糖溶液时，其旋光度为+9.6o，旋光角为+6.5o。
结论：通过实验分析数据，得出以下结论：1.旋光度和旋光角是旋光物质的两个重要参数，在实验中可以通过测量旋转的角度和光路长度等数据计算出来。
2.葡萄糖溶液是一种具有旋光效应的旋光物质，在浓度一定时，其旋光角与光线波长有关，波长越短旋转角越大。
旋光现象的实验报告
旋光现象的实验报告旋光现象的实验报告引言：旋光现象是光学中一种非常有趣的现象，它可以通过实验来观察和研究。
本实验旨在通过测量旋光现象的角度和频率，探究其产生机制，并了解旋光现象在实际应用中的意义。
实验目的：1. 观察旋光现象，并测量旋光角度。
2. 研究旋光现象的频率与物质性质之间的关系。
3. 探究旋光现象在化学、医药等领域的应用。
实验器材：1. 旋光仪2. 旋光样品3. 光源4. 透射器5. 旋光仪读数器实验步骤：1. 将旋光样品放置在旋光仪中心，调整仪器使其水平。
2. 打开光源，将光线通过透射器照射到旋光样品上。
3. 调整旋光仪读数器，使其指针指向零刻度。
4. 观察旋光仪读数器的变化，记录下旋光角度的数值。
5. 更换不同的旋光样品，重复步骤2-4，测量不同样品的旋光角度。
6. 根据测量结果，分析旋光角度与旋光样品的性质之间的关系。
实验结果：通过实验测量，我们得到了不同旋光样品的旋光角度数据，并进行了统计分析。
结果显示，不同样品的旋光角度各不相同，且与样品的物质性质密切相关。
例如，某些有机分子具有手性结构，因此表现出较大的旋光角度；而无机物则往往没有旋光现象。
实验讨论：旋光现象的产生与物质的分子结构密切相关。
具有手性结构的分子能够使入射光的振动面旋转，从而引起旋光现象。
而对称结构的分子则不会引起旋光现象。
因此，通过测量旋光角度，我们可以了解物质的分子结构和性质。
旋光现象在化学、医药等领域具有重要的应用价值。
在化学合成中，通过测量旋光角度可以确定化合物的手性纯度，从而判断合成反应的选择性和纯度。
在医药领域，旋光现象可以用于研究药物的代谢途径和药效，对于药物的研发和治疗方案的设计具有重要意义。
此外，旋光现象还可以应用于食品、农药等领域。
通过测量旋光角度，可以判断食品中是否存在伪单体，从而保证食品的质量和安全。
在农药研发中，旋光现象可以用于评估农药的活性和纯度，为农业生产提供技术支持。
结论：通过本实验的观察和测量，我们了解了旋光现象的产生机制和应用价值。
旋光现象——精选推荐
5-11 旋光现象一、实验现象在普通的单轴晶体中，光线沿光轴传播时不发生双折射，o 光和e 光有相同的传播速度和传播方向。
把沿垂直于晶体光轴方向切割出的平行平面晶片，放在一对正交偏振片P 1, P 2之间，出射光强将为0。
I=0P 1P 21811年法国物理学家F.T.阿喇戈(F.T.Arago)发现，当平面偏振光沿石英晶片(单轴晶体)的光轴方向通过时，偏振方向发生偏转，称之为旋光现象。
这是首次被观察到旋光现象。
如图所示，将石英晶片放在两个正交偏振片之间，发现出射光强不为0，若把P 2旋转一个角度ψ时，又出现消光。
表明：由晶片出射的光仍然是平面偏振光，但偏振方向转过了一个角度。
旋光现象：平面偏振光沿某些晶体的光轴方向传播，或通过某些溶液时，其振动面将以传播方向为轴旋转；物质的这种属性称为旋光性。
具有旋光性的物质称为旋光物质。
旋光物质某些振动面稍后，J.B.毕奥(J.B.Biot)在一些气体和液态物质中也观察到旋光现象。
旋光物质常见的旋光物质有：石英、氯酸钠晶体、液晶和某些溶液如：糖溶液，松节油等。
按旋光方向分: 迎着光看，逆时针偏转，为左旋。
迎着光看，顺时针偏转，为右旋。
next二、规律振动面转过的角度（旋光度），用ψ表示。
ψ与旋光物质的旋光特性有关。
1. 晶体d ：旋光物质的厚度实验表明：ψ=pd next ：？p ：表示光通过单位长度时振动面转过的角度，称为旋光率或旋光本领, 单位：°/mm例：石英的旋光率：波长(nm) 794.8 728.1 656.2 589.0 486.1P(°/mm ) 11.589 13.924 17.318 21.749 32.773波长(nm) 404.7 382.0 257.1 214.7 175.0P (°/mm ) 42.604 55.625 143.27 236.0 453.5next21p λ∝即与波长的平方成反比。
白光经过旋光物质后，不同颜色的光的振动面片转的角度不同；通过第二个偏振片时，各种色光的透射光强不相同，所以出射光将是有色光，这种现象称为旋光色散。
实验目的了解旋光仪的基本原理掌握旋光仪的正确操作PPT课件
K×103/min-1 30 ℃(308.15K)
1.738 9.355 17.00 46.76 75.97
注：蔗糖溶液的浓度均为10%
K×103/min-1 35 ℃(318.15K)
6.213 35.86 60.62 148.8
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37.5 注意事项
（1）装上溶液后的样品管内不能有气泡产生，样品管要密封好，不 要发生漏液现象；
葡萄糖 0
c0－c c0 +52.5º 右旋
果糖 0
c0－c c
-91.9º 左旋
体系旋光度 α0（正） αt α∞（负）
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反应时间为0 时旋光度 α0=K反c0
⑵
反应时间为t 时旋光度 αt=K反c+K生（c0-c） ⑶
反应时间为∞时旋光度 α∞=K生c0
⑷
将(2)、(3)和(4)式代入(1)式即得：
ln(αt-α∞)=-kt+ln(α∞)
⑸
以 ln(αt-α∞) 对t作图得一直线，由直线斜率可
求得反应速率常数k。
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37.3 实验步骤
1.了解旋光仪的结构、原理和使用方法
1—底座 2—电源开关 3—刻度盘手轮 4—放大镜盘 5—视度调节螺旋 6—刻度盘游标 7—镜筒 8—镜筒盖 9—镜盖
37.2 实验原理
蔗糖是从甘蔗内提取的一种纯有机化合物，也是和生活关系最密切的一 个天然碳水化合物，它是由D-(-)-果糖和D-(+)-葡萄糖通过半缩酮和半缩醛 的羟基相结合而生成的。蔗糖经酸性水解后，产生一分子D-葡萄糖和一分子 D-果糖：
C12 H O 22 11 H 2O H C6 H12O6 C6 H12O6
光的旋光性及其应用实验
实验十八光的旋光性及其应用A 光的偏振现象【预习思考题】1. 光的偏振现象说明了什么?一般用哪个矢量表示光的振动方向?2. 什么是偏振光？什么是自然光？3．线偏振光如何产生？【实验目的】1．观察光的偏振现象，加深对偏振光的了解；2．掌握产生和检验偏振光的方法和元件。
【实验仪器】偏振片（两个）、钠光灯等。
【实验原理】图1 平面偏振光、自然光和部分偏振光光波是一种电磁波，它的电矢量E和磁矢量H相互垂直，并垂直于光的传播方向C。
通常人们用电矢量E代表光的振动方向，并将电矢量E和光的传播方向C所构成的平面称为光的振动面。
在传播过程中，电矢量的振动方向始终在某一确定方向的光称为平面偏振光或线偏振光，如图1a所示。
若在与传播方向相垂直的一切可能的方向，没有一个方向的振动比其它方向更占优势，这种光对外不显现偏振的性质，称为自然光，如图1b所示。
自然光与偏振光的混合光称为部分偏振光。
如图1c所示。
自然光、偏振光、部分偏振光通常用图2表示法表示。
偏振片：是用于产生偏振光和检验偏振光的一种器件；通常是利用二向色性晶体或人工制造的方法生产。
二向色性指的是有些晶体对不同方向振动的电矢量，具有选择吸收的性质。
广泛使用的二向色性片是一种透明的聚乙烯醇片，通过加热和延伸，使得它在特点方向具有排列得很好的长链分子，然后将该片用碘溶液浸染，碘依次沿聚乙烯醇分子的直线排列起来，与碘相联系的导电电子就能顺着那些分子上下循环流动。
分子好象是微观的导线。
含有这种平行地排列起来的长链分子的薄膜叫做偏振片。
当一束自然光射到偏振片上时，吸收平行链长方向的电场分量，而与它垂直的电场分量则几乎不受影响，结果透射光为一平面偏振光。
我们把偏振片上能透过电矢量振动的方向称为它的透振方向。
旋光效应实验报告
一、实验目的1. 理解旋光效应的基本原理和现象。
2. 掌握旋光仪的使用方法，包括仪器的调整、样品的配置和数据的记录。
3. 通过实验验证旋光率与溶液浓度之间的关系。
4. 了解旋光性物质的左旋和右旋特性。
二、实验原理旋光效应是指当平面偏振光通过某些物质时，其偏振面会发生旋转的现象。
这种现象称为旋光现象。
具有旋光性的物质称为旋光性物质。
旋光现象的产生是由于旋光性物质中分子的不对称性，导致光波在通过物质时发生了旋转。
旋光率是衡量旋光性物质旋光能力的物理量，通常用符号[α] 表示。
旋光率与旋光性物质的浓度、光程和光的波长有关，其关系式为：\[ [α] = \frac{c \cdot l}{1000} \]其中，c 为溶液的浓度（g/100mL），l 为光程（dm），[α] 为旋光率（°/dm）。
三、实验仪器1. 旋光仪2. 标准旋光管3. 糖溶液4. 空白旋光管5. 秒表6. 移液管7. 烧杯四、实验步骤1. 打开旋光仪电源，预热5分钟。
2. 将标准旋光管放入旋光仪中，调整仪器至水平。
3. 调整光束强度，使屏幕上的光点清晰可见。
4. 测量空白旋光管的旋光度，记录数据。
5. 将糖溶液装入标准旋光管中，调整仪器至水平。
6. 测量糖溶液的旋光度，记录数据。
7. 改变糖溶液的浓度，重复步骤5和6，记录数据。
8. 根据实验数据，绘制旋光率与浓度的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 空白旋光管的旋光度为0°。
2. 糖溶液的旋光度随浓度的增加而增加。
3. 根据实验数据，绘制旋光率与浓度的关系曲线，发现两者呈线性关系。
六、实验结论1. 旋光效应是由于旋光性物质中分子的不对称性引起的。
2. 旋光率与旋光性物质的浓度、光程和光的波长有关。
3. 通过实验验证了旋光率与溶液浓度之间的关系，发现两者呈线性关系。
七、实验讨论1. 在实验过程中，应注意旋光仪的调整和样品的配置，以保证实验结果的准确性。
2. 实验过程中，应避免旋光管内出现气泡，以免影响实验结果。
武汉理工大学 物理实验 物理实验报告
物理实验报告测刚体的转动惯量班 级：________ 学 号：_________ 姓 名：_________ 实验日期：________ 仪器编号：_________ 同组人：_________练习A 用扭摆测刚体的转动惯量[实验目的]（1） 学习一种比较测量法； （2） 用扭摆测量刚体的转动惯量； （3） 学习几种常用测量工具的使用。
[实验原理]扭转弹性系数为k连就构成了图1动周期为： kI T π2= （1）式中I 为圆盘的转动惯量。
为I 1的圆环，则振动周期增加为：kI I T 112+=π（2若环的质量为m ，内外直径分别为d 1和d 2，则环的转动惯量I 1可按下示计算：（3）由（1），（2），（3）式可得圆盘的转动惯量为：可见，只要测出振动周期T 1，T ，环的质量m 及内外径d 1 和d 2，即可由上式得出待测刚体（圆盘）的转动惯量。
根据切变模量与扭转弹性系数之间的关系，可进一步得出钢丝的切变弹性模量只要进一步测出钢丝的长度L 及钢丝的直径d ，就能算出钢丝的切变弹性模量。
图1 扭摆()()2221222118121d d m r r m I +=+=()()2221222148m Tdd I T T +=-（）()()2212422116m L d d N d T T π+=-(5)[实验仪器]扭摆，停表，游标卡尺（测环内外径），千分尺（测丝直径），米尺（测钢丝长度）。
[实验内容与数据处理] 1． 振动周期测量：表1：振动周期测量 单位：秒 注：ΔB = 0.2/50 = 0.004（s ）表2．测量圆环3． 测钢丝直径 为了修正千分尺的偏零误差，将校零读数及钢丝直径读数记录如下： 钢丝直径=-=0Z Z d d 直径不确定度=∆++=∆2220仪zd z d S S4．测得钢丝的长度 L = （cm ）； 不确定度=∆l （cm ）。
5．圆盘转动惯量计算=-+=)(8)(22122212T T d d mTI（kg ·m 2）2221222221212222111)()1(2d d T T T TT T T d T T rI +∆+∆-+∆-+=∆==∆=∆rI I I =∆±=I I I6．切变弹性模量计算=-+=)()(1622142221T T d L d d m N π= （N ·m -2）2221222112221222)2()2(4)4()(11TT T TT T d d dLN N T T d d L rN N -∆+-∆++∆+∆+∆⋅=∆⋅=∆= ==∆±=N N N[预习思考题]（1） 使扭摆作角振动时应注意什么？（2） 为什么圆环必须同心地加到圆盘上？[讨论思考题]（1） 为什么钢丝的直径必须准确测定？。
武汉理工大学物理实验物理实验报告绪论.ppt
lim
2 i i 1
n
i xi
1 f ( ) e 2
2 2 2
认识正态分布函数
( , )
测量值落在区间 ( , )
的概率P = 68.3%；
x
在区间 ( 2 , 2 ) 的概率P = 95.4%； 在区间 ( 3 , 3 ) 的概率P = 99.7%。
3 u ( xi )
a 3
3
6
a 3
a 6
2
a 2
在实验教学情况下，为简化起见，一般估计为矩 形（均匀）分布，B类不确定度的计算公式为：
uB 3
其中，Δ取仪器的误差限或实际测量估计的误差 极限值 。
例1.2.1 知道某游标卡尺的仪器最大仪器误差为 0.05mm，则按矩形分布计算标准不确定度：
误差可用来修正测量结果（如系统误差），不确定度 则不能。
1.2.1 不确定度的评定
规范依据
国家计量技术规范《测量不确定度评定与表示》JJF1059— 1999
不确定度的评定方法可归纳为A、B两类
用统计方法得出的归为A类
用非统计方法得出的归为B类
A、B两类不确定度只是评定方法的不同，不是不确定度性质 的不同。多数情况下要综合A、B两类评定的结果。
反映测量偶然误差的大小。
O
通常，概率P 称为“置信概率”， 对应的x范围称为“置信区间”。
随机误差和系统误差的形象表示
子弹着靶点分布图
（a）随机误差小，系统误差大 （b）随机误差大，系统误差小 （c）随机误差和系统误差都小
能看出图示测量中随机误差和系统误 差的相对大小吗？ （X0为真值）
大学旋光效应实验报告
实验数据显示，旋光角度与光强之间并没有明显的相关性，说明光强对旋光效应的影响 较小。
误差分析
• 测量误差：由于实验中使用的测量仪器存在一定的误差，导致测量结果存在一定的不确定性。
• 环境因素误差：实验过程中可能受到环境因素的影响，如温度、湿度等，也可能对实验结果产生一定的误差。 • 操作误差：实验操作过程中可能存在的误差，如读数误差、操作不当等，也可能对实验结果产生影响。 • 通过对实验结果的分析和误差分析，我们可以得出结论：旋光效应与光的波长有关，而与光强的影响较小。在实验过程中，应尽量减小测量仪器、环境因素和操作误差对实验结果的影
大学旋光效应实验报告
• 实验目的
CONTENTS
目
• 实验原理
录
• 实验步骤 • 实验结果与分析
• 结论与建议
01 实验目的
CHAPTER
理解旋光效应的概念
01
旋光效应：是指物质在偏振光通 过时，使偏振光的振动方向产生 旋转的现象。
02
了解旋光效应在日常生活和科学 领域中的应用，如生物、化学、 光学等。
响，以提高实验的准确性和可靠性。
05 结论与建议
CHAPTER
结论与建议
• 在大学物理实验中，我们进行了 一项关于旋光效应的实验。旋光 效应是一种物理现象，当光通过 某些物质时，会因为物质的旋光 性而发生偏转，这种现象称为旋 光效应。通过实验，我们深入了 解了旋光效应的原理，并出结论，并与理论值进 行比较，评估实验误差。
04 实验结果与分析
CHAPTER
实验数据记录
实验数据记录表
记录了实验过程中测量的各个角度下的旋光 角度，以及对应的波长和光强。
数据处理
大学物理讲义(第13章波动光学)第十三节
§13.14 旋光现象当线偏振光沿某些晶体(如石英)的光轴传播时,透射光虽然仍是线偏振光,但它的振动面却旋转了一个角度.这种现象称为旋光现象.除了石英晶体外,许多有机液体和溶液也能产生旋光现象.把物质的这种使线偏振光的振动面发生旋转的性质,称为旋光性.具有旋光性的物质,称为旋光物质.旋光现象可用图13.47所示的装置进行观测.图中M和N是两个透振方向正交的偏振片,R是旋光物质.未插入旋光物质时,单色自然光通过M和N后由于消光视场是暗的,而插入R后,视场由暗变亮.若将N以光的传播方向为轴旋转某一角度θ,视场又重新变暗,这说明线偏振光通过旋光物质R后仍为线偏振光,只是振动面旋转了θ角.实验表明,旋光物质为晶体时,振动面转过的角度φ与光在旋光物质中通过的距离l成正比,即φ(13.37)=lα其中比例系数α称为晶体的旋光率,它与晶体的性质及入射光的波长等有关.旋光率随波长而改变的现象称为旋光色散.对于液体旋光物质,振动面转过的角度φ除了与光在液体中通过的距离l有关外,还与溶液的浓度c成正比,即=φ(13.38)αcl在化学、化工和生物学研究中,常利用上式来测定溶液的浓度c,糖量计就是利用这个道理来测定糖溶液浓度的仪器.实验还表明,线偏振光振动面的旋转分为右旋和左旋两种.振动面向左旋还是向右旋与旋光物质的结构有关.如葡萄糖为右旋物质,而果糖为左旋物质,两种糖的分子式相同,但分子结构互为镜像对称.石英晶体也有右旋和左旋两种晶体,它们的结构也是镜像对称的.一个有趣的现象是,化学成分和化学性质相同的右旋物质和左旋物质,所引起的生物效应却完全不同.例如,人体需要右旋糖,而左旋糖对人体却是无用的.利用人为方法也可以产生旋光性,其中最重要的是磁致旋光,又称法拉第旋转效应.当线偏振光通过磁性物质时,如果沿光的传播方向加磁场,就能发现偏振光的振动面也转了一个角度.利用材料的这种性质可以制成光隔离器,控制光的传播.。
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如图3所示，读数装置由刻度盘和游标盘组成，其中刻度盘与检 偏镜连为一体，并在度盘调节手轮的驱动下可转动。为了避免刻度盘 的偏心差，在游标盘上相隔180度对称地装有左右两个游标，测量时 两个游标都读数，取其平均值。
图3 旋光仪读数示意图
【实验内容】
(1)接通电源并开启仪器电源开关，约5分钟后钠光灯发光正常，就可以开始工作；
a．>或<零度视场 b．零度视场 c．<或>零度视场 d．全亮视场
图2 零度视场的分辨
将装有一定浓度的某种溶液的试管放入旋光仪后，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 动度盘调节手轮，使再次出现亮度一致的零度视场，这时检偏片转过 的角度就是溶液的旋光度，从视窗中的读数可求出其数值。
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旋光现象及应用数据处理武汉理工大学物理实验
【实验目的】
1、观察了解线偏振光通过旋光物质的旋 光现象；
2、了解旋光仪的结构、工作原理及其使 用方法；
3、学会用旋光仪测糖溶液的旋光率和浓 度；
【实验原理】
偏振光通过某种物质后，其振动面将以光的传播方向 为轴线转过一定的角度 ，这种现象叫做旋光现象。旋 转的角度 称为旋光度。
凡能使线偏振光通过后将其振动面旋转一定角度的物 质，称作旋光性物质。旋光性物质不仅限于像石英、朱 砂等固体，还包括糖溶液、松节油等具有旋光性质的液 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，使振动面逆时针旋转的物质称为左 旋物质；使振动面顺时针旋转的物质称为右旋物质。
【实验仪器】
5
4 3 2 1
6 7 8 9 10 11 12
图1 旋光仪构造示意图
1.底座；2．度盘调节手轮；3．刻度盘；4．目镜；5．度盘游标；6．物镜；7．检偏片；8．测 试管；9．石英片；10．起偏片；11．会聚透镜；12．钠光灯光源
测量采用半荫法，钠光灯发出的光经起偏片后成为平面偏振光， 在半波片（劳伦特石英片）处产生三分视场。检偏片与刻度盘连在 一起，转动度盘调节手轮即转动检偏片，可以看到三分视场各部分 的亮度变化情况，如图2所示。其中（a）、（c）为大于或小于零 度视场，（b）为零度视场，（d）为全亮视场。找到零度视场，从 度盘游标处装有放大镜的视窗读数。
(5)将盛满已知浓度（共四种）或未知浓度（一种）糖溶液的试管依次放入仪器内， 重调目镜使a、b区域分界线清晰，再旋转检偏器使视场亮度均匀且较暗，如图2 （b）所示的状态，从刻度盘上左右窗口记下相应的角度；
(6)由偏振光被旋转的方向确定物质的旋光性（左旋还是右旋）；
(7)利用已知的和测出的作图。确定糖溶液的旋光率；
(8)从所作的曲线上查找出待测糖溶液的浓度。
注意事项
（1）溶液应装满试管，不能有气泡。如果试管中有气泡，应使气泡处于试 管凸起处；
（2）试管和试管两端透明窗均应擦净才可装上旋光仪； （3）操作中注意将试管放妥，避免将其摔踤； （4）仪器电源不要反复连续地开关，若钠光灯熄灭，需停几分钟后再开。
【数据处理】
(2)调节旋光仪的目镜，使视场中a、b区域及分界线十分清晰；转动检偏器，观察并 熟悉视场明暗变化的规律；
(3)熟悉角游标尺的读数方法，记录最大仪器误差；
(4)检查仪器零位是否准确，即在仪器未放试管时，将旋光仪调到图2（b）所示的状 态，看到视场两部分亮度均匀且较暗时，记下刻度盘上左右两游标窗口上的相 应读数，作为零位读数；