液体旋光物质的质量浓度测量.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,chenxiaoyi,单击此处编辑母版标题样式,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/cm,3,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,2,角,钠光灯,2,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,2,A,B,2,A,B,2,A,B,2,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,2,A,B,读数位置,1,（,5,）实验方法,放旋转液体前,放旋转液体后,2,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,实验仪器,有游标的刻度盘,测试管,望远镜目镜,检偏器转动手轮,调焦旋钮,T,考虑视觉特征，采用半荫片技术检测偏振方向，采用游标技术读取十分之一度以下角度，采用对称双游标，以,消除角度读数盘偏心误差,如图所示，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，,仪器采用双游标读数,。,在游标盘上相隔,180,度对称地装有左右两个游标，,度盘分,360,格，每格,1,0,；游标分,20,格，等于度盘的,19,格的角度值因此用游标可直接读到,0,.,05,0,。,测量时两个游标都读数，取其平均值。,图,旋光仪读数示意图,旋光仪读数,偏心差：,旋光仪,刻度盘中心与游标盘中心不能严格重合，从而使刻度盘中心与游标盘中心有一定的偏离，导致了偏心差的产生。,四、,注意事项,1,),溶液应装满试管，不能有较大气泡。注意让残留气泡留在试管中间的凸起部分。,2,),注入溶液后，试管和试管两端透光窗均应擦净才可装上旋光仪。,3,),只能沿同一方向转动刻度盘转动手轮，以免产生空程误差。,4,),试管的两端经精密磨制，以保证其长度为确定值，使用时应十分小心，以防损坏试管。,5,),所有镜片，包括测试管两头的护片玻璃都不能用手直接揩拭，应用柔软的绒布或镜头纸擦拭。,6,),每次调换溶液，试管应清洁干净。,