液体旋光物质的质量浓度测量详解.ppt

sunp 液体旋光物质的质量浓度测量 大物实验教学中心 chenxiaoyi 背景介绍 1811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，这种现象叫旋光现象。 旋光现象引起人们极大兴趣，近200年来，科学家们围绕产生旋光现象的原因积极探索，有力地推动了人们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、医学等领域有大量应用。 一、实验目的 （1）观察糖溶液的旋光现象； （2）掌握旋光计的使用方法； （3）会用旋光仪测糖溶液的旋光度和浓度。 二、实验原理 （1）什么是线偏振光？什么是自然光？ 线偏振光：如果在垂直于光传播方向的平面内，光矢量只沿一个固定的方向振动，这种光称为平面偏振光，或线偏振光。光矢量的方向和光的传播方向所构成的平面称为振动面。 自然光：它包括了垂直于光波传播方向的所有可能的振动方向，所以不显示出偏振性。 自然光 偏振光 能使振动面旋转的物质称为旋光性物质：石英晶体、食糖溶液、酒石酸溶液、松节油、朱砂…… 迎光观察 振动面顺时针旋转 振动面逆时针旋转 左旋物质 右旋物质 线偏振光通过某些物质后，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。 （2）什么是旋光现象？ 1）旋光物质的性质;2）旋光物质的厚度l ;3）旋光物质的质量浓度c;4) 液体旋光物质的溶剂；5）入射光的波长。 （3）振动面旋转的角度（旋光度） 与哪些因素有关？ 本实验我们研究糖水溶液对钠黄光的旋光度 实验中旋光度 ，糖水的厚度 以及糖水的质量浓度 存在如下关系： l液柱长 (分米)； 为旋光率 (度/分米.克.厘米-3)：数值上等于偏振光通过长度为1分米，质量浓度为1g/cm3的旋光物质时产生的旋转角。 旋转角度 (度)； （4）旋光仪结构示意图（请说出各器件的功能） 4-1）什么是起偏器和检偏器？ 起偏器(Polarizer)：获得偏振光的器件。 偏振片：是一种常用的起偏器。它有一个特定的方向,只让平行 与该方向的振动通过,这一方向称为透振方向。 检偏器(Analyzer)：偏振片也可用作检偏器，检验某一束光是否为偏振光。 4-2）什么是半波片？ 双折射是光束入射到各向异性的晶体，分解成振动方向互相垂直、传播速度不同、折射率不等的两种偏振光，此现象即为双折射 。 两条折射光线中，一条光遵守普通的折射定律，称作寻常光（或o光）；另一条光不遵守普通的折射定律，称作非常光（或e光）。 光线和光轴构成的平面称作主平面。寻常光的振动面垂直于寻常光的主平面；非常光的振动面则在非常光的主平面内。 在各向异性的晶体的某个方向不发生双折射现象，该方向为晶体的光轴。 半波片：用来在偏振光的寻常光与非寻常光分量位相之间，产生半波长的光程差或者180°位相差的延迟板。 起偏片，成为平面偏振光 经过半荫片以光轴为对称轴转过2θ 角 钠光灯 2θ 半荫片作用 检偏器 4-3）半荫片？ 三分视场半荫片构造 玻璃 玻璃 半波片 2θ A B 2θ A B 2θ A B 2θ A B 检偏器透振方向的四个位置 读数位置 试管长L= 2 dm , 室温T= 度 检偏器透振方向 2θ A B 读数位置1 （5）实验方法 放旋转液体前 放旋转液体后 2θ A B 转动检波片 读数位置2 检波片自1号位置至2号位置转过的角度等于旋光液体使光的偏振面转过的角度 钠光灯 旋光仪 待测糖溶液 调焦旋钮T 检偏器转动手轮 三、实验仪器 sunp