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不同光源对旋光效应实验测量的影响
比旋度
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论文导读:：依靠物理实验室各种光源较为齐备的特点。旋光效应的实验测量目前是多数高校开设的一个普通的物理实验项目。利用式子（1）将斜率除以试管长即可求得比旋度。
关键词：光源，旋光效应，比旋度
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1引言
旋光效应的实验测量目前是多数高校开设的一个普通的物理实验项目，这不仅是因为旋光效应已在制糖、制药、石油、食品、化工等众多领域有着广泛的应用，而且还因为该实验蕴含了非常丰富的物理理论知识，如光的本质、光的偏振、旋光等，不仅如此，通过此实验，学生还能掌握一定的物理实验技巧和实验方法，如采用双游标读数可消除检偏镜转动时产生的偏心误差。另外通过实验过程中溶液浓度的配置，也在很大程度上增强了学生的动手能力。
物理实验实施层次化教学是当前大学物理实验教学改革的重要内容，在物理实验教学的整体框架中，应包括基础性、设计性和研究创新性等至少三个层次的教学内容，这已成为所有大学物理实验教研工作者的一致共识【1】。通过这种层次化教学，学生的动手能力、实验设计能力、创新能力和创新意识会得到全面的提高论文格式模板。再则，在旋光效应的实验测量这个实验中，对旋光效应本身蕴含的丰富的实验内容还未有充分挖掘，查阅已有的关于旋光效应的研究文献比旋度，可以看到有在旋光仪的研制上做出尝试【2】【3】，还有对旋光度与温度的关系做过研究【4】，但在现有仪器下不同光源对旋光效应的实验测量的影响还未看到有相应的研究，为此，本文根据旋光效应的实验测量的教学现状，以及旋光效应同入射光波长有关的性质，提出在原有实验内容和实验仪器的基础上，依靠物理实验室各种光源较为齐备的特点，通过添加两种不同的光源如日光灯、汞灯，来增加一部分设计性实验内容，研究不同光源对旋光效应实验测量的实际影响。
2旋光仪的结构和工作原理
图1是旋光仪的结构图，其工作原理【5】大致是：光源发出光后经过起偏镜产生沿起偏镜透振方向振动的线偏振光，而后经过中央石英半波片和两旁玻璃补偿片产生两种有一小夹角的线偏振光，在旋光仪中没放入装有旋光物质的测试管时，通过目镜聚焦调节可看到清晰的三分视场，检偏镜旋转一周可看到三分视场按顺序出现图2所示的变化。其中（b）视场是亮度均匀的暗场，而（d）视场是亮度均匀的亮场，因为人眼在较暗的环境下对亮度的微小变化感觉特别灵敏，因而
实验中通常选择（b）视场作为角度测量的
基准以减小角度测量误差。这时找到暗场停
下来并记录下此时的角度测量数据1，然
后再放入装有旋光物质的测试管，此时两种线偏振光都会以相同的旋光度旋转相同的角度，暗场会消失，然后再次找到暗场并记录下角度测量数据2，则旋光度就等于前后两次测量数据之差。旋光度主要与旋光物质本身(用旋光率来表示)和入射光经过旋光物质时所经历的路程有关，更严格说来也同入射光的波长和环境温度有关，对于旋光溶液而言，浓度也对旋光度影响很大，旋光度与各个物理量的关系可表述为以下式子：
（1）
图2检偏镜旋至不同角度的视场
3实验测量
分别使用钠灯、汞灯和日光灯等三种光源，采用2dm长的装溶液的试管，事先配置好的6种不同浓度的蔗糖溶液，然后在每一种光源照射下，对每一种浓度的蔗糖溶液重复测量了6次比旋度，表1给出了在每一种浓度下各种光源照射时6次测量的平均值和标准差，并由此计算了在每一种浓度下各种光源照射时的旋光度也一同列在表中。实验室环境温度为14.7℃，
表1各种光源照射下的旋光效应实验数据
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浓度
/g·ml-1
钠灯
汞灯
日光灯
平均值
标准差
旋光度
平均值
标准差
旋光度
平均值
标准差
旋光度
0
178.73
0.13
0
176.71
1.03
0
176.18
0.05
0
0.02
1.34
0.11
2.61
179.43
0.33
2.72
179.43
0.36
3.25
0.04
4.09
0.04
5.36
2.13
0.10
5.42
1.61
0.28
5.43
0.06
7.02
0.04
8.29
4.93
0.29
8.22
4.94
0.36
8.76
0.08
9.65
0.05
10.92
8.60
0.33
11.89
8.06
0.54
11.88
0.10
12.42
0.05
13.69
11.19
0.10
14.48
10.93
0.27
14.75
0.12
15.07
0.06
16.34
13.68
0.10
16.97
13.58
0.12
17.40
4结果分析与讨论
从表1中数据可以看出，在同一溶液浓度下，各种光源照射时的平均值都有不同，说明光源不同在找到相应的暗场时的读数位置会有不同，这显然和不同光源所包含不同的光谱成分有关，但在汞灯照射和日光灯照射时的平均值较为接近，如在浓度分别为0.02g·ml-1、0
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