实验十 用旋光仪测定糖溶液的浓度
用旋光仪测糖溶液浓度偏振现象的观测与研究
实验二十九 用旋光仪测糖溶液浓度【预习题】1．测量糖溶液旋光度的基本原理是什么？当偏振光通过某些透明物质（如糖溶液）后，偏振光的振动面将以光的传播方向为轴线旋转一定角度，这一现象称为旋光现象。
偏振光所转过的角度叫旋光度，对某一旋光溶液，旋光度ϕ与偏振光通过溶液的L 长度和溶液浓度C 成正比，即 L c ⋅⋅=αϕ2．什么叫左旋物质和右旋物质？如何判断？当偏振光通过一些物质后，偏振光的振动方向发生旋转，人们称这种物质为旋光物质。
不同的旋光物质可使偏振光的振动面向不同的方向旋转，若面对光源，使振动面顺时针旋转的物质称为右旋物质，使振动面逆时针旋转的物质称为左旋物质。
【思考题】1．本实验为什么采用了三分视场的方法（半荫法）来测量旋光溶液的旋光度？由于人们的眼睛很难准确地判断视场是否全暗，因而会引起测量误差。
所以采用了三分视场的方法（半荫法）来测量旋光溶液的旋光度。
实验三十 偏振现象的观测与研究【预习题】1．强度为I 的自然光通过偏振片后，其强度I I 210<，为什么？应用偏振片时，马吕斯定律是否适用，为什么？答：由于偏振片的吸收，使强度为I 的自然光通过偏振片后，其强度I I 210<。
应用偏振片时，马吕斯定律仍适用，这是因为实验中测量的各光强都经过检偏器（偏振片2）后的光强，所以其相对光强比仍为余弦的平方。
2．本实验为什么要用单色光源照明？根据什么选择单色光源的波长？若光波波长范围较宽，会给实验带来什么影响？答：因为中要用1/2波片和1/4波片，所以要用单色光源照明。
又因为1/2波片和1/4波片都是对某一单色光而言，所以实验中必须使用与之相对应的单色光源的波长。
若光波波长范围较宽，1/2波片和1/4波片将不能发挥其作用，实验中将看不到应有的实验现象。
【思考题】1．试说明椭圆偏振光通过1/4波片后变成平面偏振光的条件。
答：椭圆偏振光通过1/4波片后变成平面偏振光的条件是：1/4波片的光轴与椭圆偏振光椭圆的长轴或短轴平行。
旋光仪测浓度实验报告
旋光仪测浓度实验报告旋光仪测浓度实验报告摘要：本实验旨在利用旋光仪测量溶液中的物质浓度。
通过测量溶液的旋光角度，结合已知的旋光度和摩尔旋光度，可以计算出溶液中物质的浓度。
实验结果表明，旋光仪是一种有效且精确的测量浓度的工具。
引言：旋光现象是光在某些物质中传播时发生的一种特殊现象。
光线在通过旋光物质时，会发生偏转，这种偏转被称为旋光。
旋光角度与旋光物质的浓度有关，因此可以通过测量旋光角度来确定溶液中物质的浓度。
旋光仪作为一种测量旋光角度的仪器，被广泛应用于化学、生物、医药等领域。
实验方法：1. 准备实验所需的旋光仪、溶液和试管。
2. 将溶液倒入试管中，确保试管中的溶液充满。
3. 将试管放入旋光仪中，调整仪器使其对准试管中的溶液。
4. 通过旋转仪器上的旋钮，观察并记录旋光仪的读数。
5. 重复上述步骤3和4，以获得更加准确的测量结果。
实验结果与分析：在本实验中，我们选择了蔗糖溶液作为样品，利用旋光仪测量了不同浓度下的旋光角度。
通过测量，我们得到了以下数据：浓度（mol/L）旋光角度（度）0.1 2.50.2 5.10.3 7.80.4 10.30.5 12.6根据实验数据，我们可以绘制出浓度与旋光角度之间的关系曲线。
通过拟合曲线，我们可以得到旋光度和摩尔旋光度的数值。
根据已知的旋光度和摩尔旋光度，我们可以计算出溶液中蔗糖的浓度。
实验结论：通过本实验，我们成功地利用旋光仪测量了蔗糖溶液的浓度。
实验结果表明，旋光仪是一种有效且精确的测量浓度的工具。
通过测量旋光角度，我们可以确定溶液中物质的浓度。
在实际应用中，旋光仪可以广泛应用于化学、生物、医药等领域，用于测量各种溶液中物质的浓度。
实验的局限性：在本实验中，我们只选取了蔗糖溶液作为样品进行测量。
实际上，不同物质的旋光度和摩尔旋光度是不同的，因此在实际应用中需要根据具体物质的特性进行测量和计算。
此外，实验中的测量误差也可能会影响最终的结果，因此在实际应用中需要注意仪器的精度和测量方法的准确性。
392 用旋光仪(糖量计)测糖溶液的浓度
3.9.2用旋光仪(糖量计)测糖溶液的浓度偏振光通过某些品体或物质的溶液时，其振动面以光的传播方向为轴线发生旋转的现象，称为旋光现象。
具有旋光性的晶体或溶液称为旋光物质。
最早是发现石英晶体有这种现象，后来继续发现在糖溶液、松节油、硫化汞、氯化钠等液体中和其他一些晶体中都有此现象。
利用旋光性测量糖溶液比普通的化学方法更实用和精确。
一、实验目的要求：1.了解旋光现象2.掌握旋光仪的使用方法3.掌握旋光法测量溶液浓度二、仪器用具：301型圆盘旋光仪三、实验原理：有的旋光物质使偏振光的振动面顺时针方向旋转，称为右旋物质，反之称为左旋物质。
实验证明，光振动面旋转的角度Ψ与其所通过旋光物质的厚度L 成正比。
对溶液来说，旋转角又正比于溶液浓度C ，即Cd αψ=(1)若已知物质的旋光率α和厚度d ，并测得旋转角Ψ，就可由(1)式算出溶液浓度C 。
量糖计是通过测糖溶液使平面偏振光振动面旋转的角度来测量糖溶液浓度的仪器。
其光学结构如图七所示。
其中Q 为光源，一般用钠光灯，L 为透镜，它使光源成像于P 处以获得光源的最好利用，P 为起偏镜，A 为检偏镜，检偏镜是可以沿仪器光轴转动的，其转动的角度可由刻度盘读出。
N 为半波片。
F 为用于观察的望远镜，R 为盛待测糖溶液的玻璃管。
可见，量糖计的基本组成部分是起偏镜P 和检偏镜A （二者都是尼科尔棱镜或偏振片），前者自然光通过它之后变成平面偏振光，后者用来检验光的偏振状态，特别是检验从起偏镜1．观察目镜2．观察刻度盘放大镜3．检偏器旋转角度刻度盘4．目镜调节旋钮5．检偏旋转纽6．溶液玻璃管放置槽7.钠光灯P 发出的平面偏振光经旋光物质后其振动面的改变。
对于未放入旋光物质R 的情况，在起偏镜P 和检偏镜A 的振动平行时，通过前者的光亦通过后者，故从望远镜目镜中可看到亮视场，当起偏镜P 和检偏镜A 呈正交时，即二者的振动面垂直时，如图九(a ）所示，通过前者P 出来的偏振光不能通过A ，而得暗视场。
实验十二-用旋光计测量糖溶液的浓度
用旋光计测定糖溶液的浓度一、[仪器与用具]旋光计，玻璃管，蔗糖溶液，钠灯。
二、[实验原理]平面偏振光在某些晶体内沿其光轴方向传播时，虽然没有发生双折射，却发现透射光的振动面相对于原入射光的振动面旋转了一个角度。
晶体的这种性质称为旋光性。
后来从实验发现，某些液体也具有旋光性。
如果迎着光的传播方向看，旋光性物质使振动面沿顺时针方向旋转，称为右旋物质；使振动面沿逆时针方向旋转，称为左旋物质。
实验表明，振动面旋转的角度ϕ与其所通过旋光性物质的厚度成正比。
若为溶液，则又正比于溶液的质量浓度c ，此外，旋转角还与入射光波长及溶液温度等有关。
对溶液来说，振动面的旋转角lc ρϕ= （3-13-10）式中l 是以分米(dm)为单位的液柱长；c 为溶液的质量浓度，代表每立方厘米溶液中所含溶质的质量(质量以克为单位)；ρ为比例系数，称为物质的旋光率，旋光率的定义是平面偏振光通过1dm 长的液柱，在1cm 3溶液中含有1g 旋光物质时所产生的旋转角。
纯洁蔗糖在20℃时，对于钠黄光，经多次测定确认g /dm cm 50.663⋅= ρ。
因此，若测出糖溶液的旋转角ϕ和液柱长l ，即可按式(3-13-10)算出蔗糖溶液的质量浓度c 。
专门用于测量糖溶液浓度的旋光计，称为糖量计。
旋光计的结构如图3—13—8所示。
S 为光源(钠灯)；F 为聚光镜(固定)；N 1为起偏器(尼科耳棱镜)；N 2为检偏器(尼科耳棱镜)，N 2可以旋转，旋转的角度从N 2所附的刻度盘R 上读出；D 为半荫片(一半是玻璃，一半是石英半波片；或两旁为玻璃，中间为石英半波片如图3—13—9所示)，H 为盛放溶液的管子；T 为短焦距望远镜。
由光源发出的单色光经N 1后成为平面偏振光，其偏振面与N l 的主截面平行(参看图图3—13—9 图3—13—83—13—10)，平面偏振光通过半荫片D 的玻璃部分后，透射光的偏振面不变，设其振动方向为OA 1，而通过石英半波片那一部分光的振动面却转过了一角度，设其振动方向为OA 2。
实验十二-用旋光计测量糖溶液的浓度
用旋光计测定糖溶液的浓度一、[仪器与用具]旋光计，玻璃管，蔗糖溶液，钠灯。
二、[实验原理]平面偏振光在某些晶体内沿其光轴方向传播时，虽然没有发生双折射，却发现透射光的振动面相对于原入射光的振动面旋转了一个角度。
晶体的这种性质称为旋光性。
后来从实验发现，某些液体也具有旋光性。
如果迎着光的传播方向看，旋光性物质使振动面沿顺时针方向旋转，称为右旋物质；使振动面沿逆时针方向旋转，称为左旋物质。
实验表明，振动面旋转的角度ϕ与其所通过旋光性物质的厚度成正比。
若为溶液，则又正比于溶液的质量浓度c ，此外，旋转角还与入射光波长及溶液温度等有关。
对溶液来说，振动面的旋转角lc ρϕ= （3-13-10）式中l 是以分米(dm)为单位的液柱长；c 为溶液的质量浓度，代表每立方厘米溶液中所含溶质的质量(质量以克为单位)；ρ为比例系数，称为物质的旋光率，旋光率的定义是平面偏振光通过1dm 长的液柱，在1cm 3溶液中含有1g 旋光物质时所产生的旋转角。
纯洁蔗糖在20℃时，对于钠黄光，经多次测定确认g /dm cm 50.663⋅= ρ。
因此，若测出糖溶液的旋转角ϕ和液柱长l ，即可按式(3-13-10)算出蔗糖溶液的质量浓度c 。
专门用于测量糖溶液浓度的旋光计，称为糖量计。
旋光计的结构如图3—13—8所示。
S 为光源(钠灯)；F 为聚光镜(固定)；N 1为起偏器(尼科耳棱镜)；N 2为检偏器(尼科耳棱镜)，N 2可以旋转，旋转的角度从N 2所附的刻度盘R 上读出；D 为半荫片(一半是玻璃，一半是石英半波片；或两旁为玻璃，中间为石英半波片如图3—13—9所示)，H 为盛放溶液的管子；T 为短焦距望远镜。
由光源发出的单色光经N 1后成为平面偏振光，其偏振面与N l 的主截面平行(参看图图3—13—9 图3—13—83—13—10)，平面偏振光通过半荫片D 的玻璃部分后，透射光的偏振面不变，设其振动方向为OA 1，而通过石英半波片那一部分光的振动面却转过了一角度，设其振动方向为OA 2。
实验10 旋光度法测定葡萄糖的浓度
一、实验目的1、了解旋光仪的构造和旋光度的测定原理2、掌握旋光仪的使用方法和比旋光度的计算方法二、预习要求理解旋光度的定义；了解影响旋光度的因素；了解旋光度的测定意义；了解碳水化合物的变旋光现象；思考本实验中如何保护旋光仪。
三、实验原理当一束单一的平面偏振光通过手性物质时，其振动方向会发生改变，此时光的振动面旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。
物质的这种使偏振光的振动面旋转的性质叫做旋光性，具有旋光性的物质叫做旋光性物质或旋光物质。
许多天然有机物都具有旋光性。
由于旋光物质使偏振光振动面旋转时，可以右旋（顺时针方向，记做“＋”）,也可以左旋（逆时针方向，记做“—”），所以旋光物质又可分为右旋物质和左旋物质。
由单色光源（一般用钠光灯）发出的光，通过起偏棱镜（尼可尔棱镜）后，转变为平面偏振光（简称偏振光）。
当偏振光通过样品管中的旋光性物质时，振动平面旋转一定角度。
调节附有刻度的检偏镜（也是一个尼可尔棱镜），使偏振光通过，检偏镜所旋转的度数显示在刻度盘上，此即样品的实测旋光度α。
其旋光原理如图10-1所示。
图10-1 旋光原理旋光度的大小除了取决于被测分子的立体结构外，,还受到待测溶液的浓度、偏振光通过溶液的厚度（即样品管的长度）以及温度、所用光源的波长、所用溶剂等因素的影响，这些因素在测定结果中都要表示出来。
常用比旋光度来表示物质的旋光性，比旋光度和旋光度的关系如下：纯液体的比旋光度l d t ⨯=ααλ][ 溶液的比旋光度l c t ⨯=ααλ][ 上两式中，t λα][表示旋光性物质在温度为t ℃、光源的波长为λ时的比旋光度；α为旋光仪所测得的旋光度；l 为液层厚度（dm ）；d 为纯液体的密度；c 为溶液的浓度（g/ml ）；t 为测定时的温度（℃）；λ为所用光源的波长（nm ）。
例如25℃用波长为589nm 的钠灯（D 线）作光源测定某样品的旋光度为右旋38°，则比旋光度记作[α]25D =＋38°。
实验10旋光度法测定葡萄糖的浓度
实验十旋光度的测定、实验目的1、了解旋光仪的构造和旋光度的测定原理2、掌握旋光仪的使用方法和比旋光度的计算方法、预习要求理解旋光度的定义；了解影响旋光度的因素；了解旋光度的测定意义；了解碳水化合物的变旋光现象；思考本实验中如何保护旋光仪。
三、实验原理当一束单一的平面偏振光通过手性物质时，其振动方向会发生改变，此时光的振动面旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。
物质的这种使偏振光的振动面旋转的性质叫做旋光性，具有旋光性的物质叫做旋光性物质或旋光物质。
许多天然有机物都具有旋光性。
由于旋光物质使偏振光振动面旋转时，可以右旋（顺时针方向，记做“+”），也可以左旋（逆时针方向，记做“一”），所以旋光物质又可分为右旋物质和左旋物质。
由单色光源（一般用钠光灯）发出的光，通过起偏棱镜（尼可尔棱镜）后，转变为平面偏振光（简称偏振光）。
当偏振光通过样品管中的旋光性物质时，振动平面旋转一定角度。
调节附有刻度的检偏镜（也是一个尼可尔棱镜），使偏振光通过，检偏镜所旋转的度数显示在刻度盘上，此即样品的实测旋光度a其旋光原理如图10-1所示。
图10-1 旋光原理旋光度的大小除了取决于被测分子的立体结构外，，还受到待测溶液的浓度、偏振光通过溶液的厚度（即样品管的长度）以及温度、所用光源的波长、所用溶剂等因素的影响，这些因素在测定结果中都要表示出来。
常用比旋光度来表示物质的旋光性，比旋光度和旋光度的关系如下：纯液体的比旋光度n ］tk d汉丨溶液的比旋光度=—人CX l上两式中，［:•］〔表示旋光性物质在温度为t C、光源的波长为入时的比旋光度; a为旋光仪所测得的旋光度；I为液层厚度（dm ） ; d为纯液体的密度；C为溶液的浓度（g/ml ）; t为测定时的温度（C）；入为所用光源的波长（nm ）。
例如25 C用波长为589nm的钠灯（D线）作光源测定某样品的旋光度为右旋38。
，则比旋光度记作［a］25D = + 38 °。
实验十 葡萄糖溶液旋光度的测定
实验 葡萄糖溶液旋光度的测定一、实验目的1.了解旋光仪的构造。
2.熟悉比旋光度的计算方法。
3.掌握旋光仪的使用方法。
二、实验原理1.旋光度是指旋光性物质使偏振光的振动面旋转，所旋转的角度，用α表示。
2.比旋光度 l c D t ⨯=αα][ 其中c 的单位为g/ml ；l 的单位为dm 。
三、实验步骤1.打开旋光仪的开关，预热10~20min 。
2.校正零点。
1）装入蒸馏水：将测定管清洗干净，装上蒸馏水，使液面凸出管口，将玻璃盖沿管口边缘轻轻平推盖好（不能带入气泡），拧上螺丝帽（紧度适中）。
2）擦干测定管外壁，放入旋光仪，罩上盖子。
3）旋转旋钮，使视野内Ⅰ和Ⅱ两部分亮度一致，记录读数。
重复三次，取平均值。
Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ旋光仪目镜视场图◎读数方法（与游标卡尺读数方法一致）：1）根据0刻度线所指数值，读出整数。
2）小刻度盘中，与大刻度盘完全对齐的线的数值为小数点后的数值。
3）记录数值=整数＋小数。
4）自己测定方向看，顺时针旋转旋钮的记录“＋”，顺时针旋转旋钮的记录“－”。
3.测定已知浓度的葡萄糖溶液的旋光度。
1）装入已知浓度的葡萄糖溶液：先润洗，后装液。
装液步骤同上。
2）擦干测定管外壁，放入旋光仪，罩上盖子。
3）旋转旋钮（由暗的部分向将其调亮的方向旋转，根据旋转方向确定是左旋体还是右旋体），使视野内Ⅰ和Ⅱ两部分亮度一致，记录读数【读数方法同上，但是右旋记录数值=180°－读数值+零点的平均值；左旋记录数值=读数值－零点的平均值】。
重复三次，取平均值。
4.计算葡萄糖的比旋光度。
四、实验结果温度 ℃ c （已知）= g/ml l = dmG 的比旋光度的计算公式为l c D t ⨯=已知αα][仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.以下无正文。
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物理学与信息学教研室方玉盛
【实验目的】
熟悉旋光仪的结构、原理和使用方法；测量旋光溶液的旋光率和百分浓度
【实验器材】
旋光仪，盛液玻璃管，温度计，已知和未知浓度的葡萄糖溶液。
[实验原理]
对于透明的固体来说．旋光角φ与光透过物质的厚度L成正比；而对于液体来说．除了厚度之外，还与溶液的浓度c成正比。同时，旋转的角度，还与溶液的温度t以及光的波长λ有关。实验证明．在给定波长(单色光)和一定温度下，如旋光物质为溶液，则旋光角由下式表示：
(2)将另一盛有未知浓度C3的糖溶液的玻璃管L3放入旋光仪中，重复步骤2的测量，求得旋转角度φ3。根据已知的L1、L3和C1，及所测得的φ1，代人(9—2)式求出C3值。
【实验步骤】
1．观察旋光仪的结构、读效度盘及游标的刻度，练习游标读数及望远镜的调节。旋
转检偏器现察视野亮度变化情况。
转动检偏器，在度盘的零度附近找到零度视场的位置，从读数盘上分别读出左、右的刻度值θL0和θR0；求得θ0。重复测量3次，取平均值作为零点读数。
2．测定已知溶液的旋光率。将盛有已知浓度糖溶液的玻璃管放人旋光仪的镜筒内，
图9—1旋光仪外形
1．底座2电源开关3度盘转动手轮4读数放大镜5调焦手轮6度盘及游标
7镜筒o．镜筒盖9．镜盖手柄10．镜盖连接图11灯罩12灯座
图9-3零度视场时检偏器连射轴方向图9-4半荫板与三荫板
当盛液玻璃管装入旋光物质时，光振动矢量P、P，的振动面同时旋转一个角度，见图9—2。此时视场发生了变化。为了找到新的零度视场，必须将检偏器转到新的位置θ，前
后二次零度视场的读数差(θ-θ0)即为溶液的旋光角φ。，θ和θ0的读数值可通过旋光仪的读数放大镜从读数度盘上读出。
为清除数度盘的偏心差．仪器采用双游标读数。度盘分360格，每格10；游标分20格，等于度盘的19格．用游标可直接读到0。050。从读数盘上分别读出左、右的刻度值
θL和θR，则
旋转角 。若 ，且度盘转到任意位置都符合等式，则说明仪器没有偏心差，可以不用对顶读数法。
转动检偏器，找出零度视场的新位置，从左、右度盘上分别读出该溶液对应的刻度值θL1和θR1，求得θ1值。重复3次，并记下相应的数值，求得平均值，作为所测角度。根据 求得旋转角度φ1。由已知浓度C1和L1，根据公式(9—1)，可计算出糖溶液的旋光率 。
3．测定糖溶液的未知浓度
(1)将盛有未知浓度C2的糖溶液的玻璃管放入旋光仪中，按上述步骤进行测量，最后求得旋转角度φ2．根据实验所得的 和已知的L2值，由公式(9—1)计算出C2值。
一、比较法
已知浓度为C1的某种旋光性溶液，其厚度为L1，可测出其旋光角φ1。要测同种未知浓度的溶液，只要测定该溶液在厚度为L2时的旋光角就可计算出未知浓度。
得
如果两溶液厚度相同，则
二、间接测定法
对于已知旋光率 的某种旋光性溶液，测出溶液厚度为L时的旋光角φ，就可由式(9—1)计算出浓度C。
测定物质旋光角的仪器叫旋光仪。旋光仪外形如图9—1。其工作原理如图9—2所示。
使用仪器的几点说明：
1．将仪器接交流电源，开启电源开关，约5分钟后钠光灯发光正常，才可开始工作。
2．选择长度适宜的装液试管，注满试液．装上橡皮圈．直至不漏为止。螺帽不宜旋得太紧，以免护片玻璃发生变形，影响读数准确性。然后将试管两头残余溶液擦干，以免影响观察清晰度及测定精度。
3．装溶液时试管内不可留有气泡，如发现气泡应使之进入试管的凸出部分，以免影响测量结果。
在上式中 为旋光率，C为100毫升溶液中含有溶质的克数，L为溶液厚度，以分米为单位。旋光率随不同的溶液而异，对于同一种溶液来说，它是随波长而异的常数，实验室的旋光仪常以钠光作光源，故波长已定。而温度的改变，对旋光率稍有影响，就大多数物质来讲，当温度升高摄氏1度时，旋光率约减小千分之几。
通过对旋光角的测定，可检验溶液的浓度、纯度和溶质的含量，因此旋光测定法在药物分析、医学化验和工业生产及科研等领域内有着广泛地应用。在医、药学中常用的分析方法有比较法和间接测定法。