实验19 教案 大学物理实验报告.doc

物理实验教案 实验名称：旋光仪测旋光液体的浓度 指导老师：林一仙，李仁全，沈跃飞 时间：2007/2008学年第一学期 1 目的 观察光的偏振现象，加深对光偏振的认识； 了解旋光仪的结构及测量原理； 掌握旋光仪测定旋光液体浓度的方法。 2 仪器 WXG-4圆盘旋光仪、葡萄糖溶液样品试管 3 实验原理 3.1偏振光的获得与检测 偏振光的获得：使自然光通过偏振片就形成只有一个振动方向的线偏振光（平面偏振光）。 偏振光的检测：用偏振片观察偏振光时，转动偏振片，当偏振片的偏振化方向与偏振光的振动方向一致时可看到最大的光强度，当偏振片的偏振化方向与偏振光的振动方垂直时，光强度为零。用偏振片来观察自然光，转动偏振片观察时光强度保持不变。 物质的旋光性质：平面光通过旋物质时振动面相对入射光的振动面旋转了一定的角度，角度的大小（称旋光度）φ与偏振光通过旋光物质的路程l成正比，对于旋光溶液，旋光度还与液体的浓度C成正比。 其中а为旋光率。 3.2 旋光溶液旋光率及浓度的测定方法 用旋光仪测量一组不同浓度（浓度已知）的葡萄糖溶液的旋光度φ，用作图法处理数据，并求得旋光率а， 用旋光仪测量未知浓度的旋光度，可求得浓度；也可利用旋光关系曲线直接确定对应的浓度。 3.3光学原理 从图1旋光仪的光路图可以看出，钠光灯射出的光线通过毛玻璃后，经聚光透镜成平行光，再经滤色镜变成波长为的单色光。这单色光通过起偏镜后成为平面偏振光，中间部分的偏振光再通过竖条状旋光晶片，其振动面相对两旁部分转过一个小角度，形成三分视场。 仪器出厂时把三分场均匀暗作为零度视场并调在度盘零度位置，三分场均匀暗的形成原理如图2所示。 图1 旋光仪的光路图 图2三分场均匀暗视场的形成原理 3.4 度盘双游标读数 读取左右两游标的读数并求平均得： （注意：如果为170多度时，那么读数应当加上180度）。 3.5 使用方法 打开电源后，旋转目镜调焦旋钮使视场清晰。 调到三分场均匀暗时读 将待测试管放入样品镜筒内，调到三分场均匀暗，读双游标读数，经修正后的值即为待测样品的旋光度。 注意：取试管时请用双手，免得打破试管。 4 教学内容 偏振光的获得：起偏、检偏等； 旋光仪的结构原理：主要是三分视场的原理； 旋光仪的使用方法：调焦、放试管、读数； 实验内容：以三分场均匀暗分布状态作为检偏状态，读零点读数，重复6次；之后分别放入5种不同浓度的葡萄糖溶液的试管，测出相应的读数，每一种重复6次；最后测出一种未知浓度的试管，重复6次读数。 数据处理的方法：作图法，要完成旋光率的测定和未知浓度的测定。 5 实验教学组织及教学要求 讲解原理，测量要求，测量的注意事项； 示范并让学生自行操作； 检查数据，并要求整理仪器。 6 实验教学的重点与难点 重点：要掌握旋光度的测量方法 难点：偏振光的概念以及形成原理和应用；三分场均匀暗的调节；旋光率要测好，否则会影响测未知浓度。 7 实验中容易出现的问题 试管没有放好，会受到气泡的影响；试管要小心取放。 8 实验参考数据 表1 不同浓度的旋光度 试管的长度l=10.00cm 调零 E1 （10.0%））））） 1