光的偏振实验报告_光的偏振实验报告数据处理

求旋光仪测定液体的浓度实验报告

实验19 旋光仪测旋光液体的浓度

光的偏振实验报告_光的偏振实验报告数据处理

光的偏振实验报告_光的偏振实验报告数据处理

光的偏振实验报告_光的偏振实验报告数据处理

1实验目的

1） 观察光的偏振现象，加深对光偏振的认识；

2） 了解旋光仪的结构及测量原理；

3） 掌握旋光仪测定旋光液体浓度的方法。

2 实验仪器

WXG-4圆盘旋光仪、葡萄糖溶液样品

3 实验原理

3.1偏振光的获得与检测

1）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）。

2）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。

3）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

①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，

②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。

4 旋光仪的结构

4.1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

4.2 度盘双游标读数

①读取左右两游标的读数并求平均得：

② （注意：如果 为170多度时，那么 读数应当加上180度）。

4.3 使用方法

①打开电源后，旋转目镜调焦旋钮使视场清晰。

②调到三分场均匀暗时读

③将待测放入样品镜筒内，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：取时请用双手，免得打破。

5 数据处理

表1 不同浓度的旋光度

调零

A B （A+B）/2 E1

A B （A+B）/2 E2

A B （A+B）/2 E3

A B （A+B）/2

178.95 179.00 178.98 3.95 4.00 3.98 8.85 8.95 8.90 12.55 12.60 12.58

178.90 178.95 178.92 4.40 4.45 4.42 8.60 8.70 8.65 12.25 12.30 12.28

179.05 179.15 179.10 4.40 4.45 4.42 9.10 9.20 9.15 12.70 12.75 12.72

179.10 179.15 179.12 3.85 3.95 3.90 9.00 9.05 9.02 12.15 12.20 12.18

179.00 179.05 179.02 3.70 3.80 3.75 8.65 8.70 8.68 12.35 12.40 12.38

179.00 179.05 179.02 3.90 3.95 3.92 9.05 9.10 9.08 12.55 12.65 12.60

179.03 s=0.0745 4.06 s=0.285 8. s=0.21 12.46 s=0.21

E4

A B （A+B）/2 E5

A B （A+B）/2 EX

A B （A+B）/2

17.90 17.95 17.92 22.70 22.80 22.75 9.55 9.60 9.58

18.40 18.50 18.45 22.25 22.30 22.28 9.25 9.35 9.30

18.30 18.35 18.32 22.95 23.00 22.98 9.65 9.75 9.70

18.30 18.40 18.35 22.75 22.80 22.78 9.40 9.50 9.45

18.50 18.60 18.55 23.25 23.35 23.30 9.50 9.60 9.55

18.15 18.25 18.20 23.00 23.10 23.05 9.70 9.75 9.72

18.30 s=0.22 22.86 s=0.35 9.55 s=0.16

以上数据经查均无坏值

①用作图法处理数据

从图3取两点代入公式求旋光率：

图3旋光度和浓度的关系

②求未知浓度

∵ ； ；

∴又∵

∴或者

③终结果：

（P=68.3%）

(P=68.3%)

求一份马吕斯实验报告

实验原理：装置马吕斯定律表述为 :一束强度为 I0 的线偏振光通过检偏器后的强度为I =I0 cos2 α ( 1 )如图 1所示 ,由起偏器 PA 产生一线偏振光 ,强度为 I0 ,其透振方向为 MM′,通过检偏器PB后 ,出射光强为 I0 cos2 α,其中α是 PB的透振方向与 PA 透振方向的夹角 .

试验方法：利用光电池接收入射的偏振光 ,通过 A/D转换芯片 (ICL7170 ) ,将电压值显示在 L ED上

实验仪器

WGZ-Ⅱ型光强分布测试仪配有起偏、检偏装置和光电探头及数字检流计, 可以在垂直于光传播方向的

平面内方便地调整检偏器转角θ, 实验光路如图2所示。 图 2 WGZ-Ⅱ型光强分布测试装置简图

马吕斯定律有哪些误

马吕斯定律的误：验证马吕斯定律的物理实验，数据大偏，这误分析，再加上一个偏振片，必须多使用一次马吕斯定律计算，光强乘以cos夹角的平方。比如，原本两个正交的偏振片是不能通过自然光的，但是如果中间再以一定角度插入第三个偏振片，就有可能有光通过。

当插入的偏振片和另外两片偏振片的偏振化方向夹角为45度时，出射光强，为入射自然光强的1/8。如果，夹角为0或者180度，出射光强为零。所以，如果把插入的偏振片转动一周，出射光会有光的明亮和相消现象。光强在0到1/8之间变化。

原理

按电磁波理论，光是横波，它的振动方向和光的传播方向垂直。在垂直于光波传播方向的平面内，光矢量可能有不同的振动方向，通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。

由起偏器产生的偏振光在通过检偏器之后，如图1，OM表示起偏器的偏振化方向，ON表示检偏器的偏振化方向，它们的夹角为α.自然光透过起偏器后成为沿OM方向的线偏振光，设其振幅为E0，而检偏器只允许它沿ON方向的分量通过。

以上内容参考：

求旋光仪测定液体的浓度实验报告

1、 实验仪器清单WXG-4圆盘旋光仪、葡萄糖溶液样品2、 实验内容和教学要求1）光路图和三分视场形成原理图：图1 光路图图2 三分视场形成原理图2）旋光仪的使用方法：读数方法（注意量程和精度），三分场均匀暗的调节方法，的取放方法。3）数据处理方法：作图法（包括定标、作直线、取点以及不确定度的算法）；用算出的旋光率和测出的旋光度算出未知浓度。3、 重点与难点1）理解并应用偏振光和旋光现象，学会用正交分解的方法分析光通过起偏镜和检偏镜的光强变化。2）要克服像的影响；尽量用目镜旁边的放大镜来读数，免得读不准确。4、 难点指导1）当光的振动方向与偏振化方向相同时，光全部通过，光强不变；当光的振动方向与偏振化方向垂直时，光全部不通过，光不能通过，光强为零。要注意，三分场均匀亮不是全亮，三分场均匀暗不是全暗。2）当相比较时，先要找到一个三分场均暗效果比较好的位置读数，之后每次读数的位置要相不多，这样才不至于造成太大的误。5、 相关的实验数据1）的长度 ；2）已知溶液的浓度(单位：g/ml)：3）数据记录表格：表1 不同浓度的度盘读数 的测量（单位为：°，Δm＝0.05°，l=10.00cm）A0B0θ0A1B1θ1A2B2θ2A3B3θ3 表2 续上表A4B4θ4A5B5θ5AxBxθx 表3 与浓度C相对应的旋光度 的值C（g/ml）（°） 4）用小二乘法处理数据小二乘法参看课本２５－２７页，以下是示例仅供参考：（1）求证线性性：本实验 ＝y,C=x； 根据小二乘法，判定数据x、y是否线性，首先需计算相关系数r，当r＞r0时（P27给出相关系数起码值r0），则x、y线性。该数据相关系数r为：

而当n=5、r0=0.959，比较可知r＞r0，x和y具有线性关系。（2）求斜率k及其不确定度Uk根据小二乘法，对于 ，其解为： 用flash软件计算得出： k = ＝ ； （3）旋光率 的值及不确定度

； （4）求未知浓度及不确定度∵ ； ； ∴ ；同理 ；根据多次直接测量量的不确定度的计算公式求： 及 并根据公式： 求 ，再依次求出 ， （注意：未知浓度的不确定度是由旋光率α的不确定度和旋光度的不确定度传递过来的。）6、 补充的思考题1）检偏镜和起偏镜有何异同？2）如果三分场中间部分的偏振光的振动方向和两边的振动方向互相垂直，结果会怎样？我们应该如何避免？3）如果用长一些的来装溶液，对实验结果会有什么样的影响？7、 实验报告书写纲要（参看课本33-35页的范例）1 实验目的2 实验原理及方法 重点是实验原理的描述、公式的推导及原理图。同时简单交代涉及到的实验仪器、简要的步骤及注意事项等。3 数据处理要求用小二乘法计算k及uk注意：计算S和平均值时不需写过程，但计算α、C x等时应把过程写出来。4 实验结果（1）经验证旋光度和浓度是成线性关系的，如下图：图3旋光度和浓度的关系曲线（2）葡萄糖溶液的旋光率及其不确定度：（P=68.3%）（3）未知溶液的浓度及其不确定度：(P=68.3%)5 讨论注意：把实验结果结合实验方法和实验中出现的问题结合起来讨论

求旋光性溶液浓度测量实验报告一份

物质旋光性质的研究

一、 实验目的

1. 观察旋光现象，了解旋光物质的旋光性质。

2. 掌握圆盘旋光仪的使用方法。测定糖溶液的浓度和松节油的旋光率。

二、 实验要求

1. 认真预习实验内容。

2. 实验作正确，数据规范。

3. 分析实验结果并写出合格的实验报告。

三、实验原理

平面偏振光通过某些物质的溶液后，其振动面将旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象。旋转的角度称为旋光度。具有以上性质的物质称为旋光性物质。

旋光性物质还有左、右旋之分。当观察者迎着光的传播方向看时，使振动面沿顺时针方向旋转的物质称为右旋物质；使振动面沿逆时针方向旋转的物质称为左旋物质。

对于有机物质的溶液，旋光度Q不仅与光线通过的距离l（单位为分米）成正比，还与它的浓度c成正比，即

式中： 是该溶液在t℃时对某一波长单色光的旋光率。

四、 教学重点和难点

重点：圆盘旋光仪的正确使用和旋光物质左、右旋性的判断。

难点：旋光物质左、右旋性的判断。

五、 实验指导要点

1. 圆盘旋光仪的结构、原理。

2. 实验作要点。

3. 依据测量数据，正确判断物质的左、右旋性，从而确定其旋光度，进行数据处理。

六、思考与练习

1. 什么叫旋光现象？物质的旋光度与哪些因素有关？

2. 判断旋光物质左右旋性的依据是什么？