旋光儀的應用

廣泛應用于制藥、藥檢、制糖、食品、香料、味精以及化工、石油等工業生產，科研、教學部門，用于化驗分析或過程質量控制。具體用于：檢驗含糖量和測定食品調味品中淀粉含量、醫院臨床：測定尿中含糖量及蛋白質、制糖工業：檢驗生產過程中糖溶液濃定、藥物香料：測定藥物香料油這旋光度、高等院校；教學實驗。

[預習思考題]：

1．  為什么通常用鈉黃光（λ=589.3nm）來測旋光率？

答：實驗表明，同一旋光物質對不同波長的光有不同的旋光率。在一定的溫度下，其旋光率與入射光波長的平方成反比，即隨波長的減小而迅速增大，這種現象稱為旋光色散。考慮到旋光色散的存在，為了方便、統一，目前各類手冊中所給各旋光物質的旋光率都是用鈉黃光的D線（λ=589.3nm）來測定的。所以實驗中常用此光來測旋光率。

2．  為什么要確定旋光儀的零點？如何確定零點？

答：調節零點是為了便于測量、計算旋光物質的旋光度，進而測出其旋光率和濃度，確定零點就是調節出使每三分視場的界面消失，亮度均勻，且較暗時的位置，此位置即為測量時的零點。

3．  為什么在裝待測液的試管中不能留有較大氣泡？

答：因為若試管中留下較大氣泡，則試管中的溶液厚度就不能用試管長度代替，而其厚度難以測定，故而影響對其旋光率和濃度的測定。同時，大的氣泡會影響觀察視場中的變化，從而影響旋光度的測量，所以試管中不應留有較大氣泡。

[實驗后思考題]：

1．  為什么說半蔭法測定旋光度比單用兩塊偏振片測量時更方便、更準確？

答：用兩塊偏振片測量時，需將兩塊偏振片的偏振軸調至正交，此時，從目鏡中看到的視場將是zui暗的，這就是測量需確定的零點。實際操作中，因人眼很難準確地判斷視場是否zui暗，即難以把握兩塊偏振片的偏振軸*正交，所以測量時，判斷較難，誤差較大。

而采用半蔭法，是用比較視場中相鄰兩光束的強度是否相同來代替視場是否達到zui暗，即把目鏡中三分視場的分界線消失、亮度均勻且較暗的狀態作為參考視場（零點）進行測量，所以測量中既便于觀察調節，又容易判斷。

由此可知用半蔭法測量比單用兩塊偏振片測量更方便、更準確。

2．  對波長λ=589.3A的鈉黃光，石英的折射率為n₀=1.5442，n_e=1.5533。如果要使垂直入射的線偏振光（其振動方向與石英片光軸的夾角為θ），通過石英片后變為振動方向轉過2θ的線偏振光，問石英片的zui小厚度應為多少？

解：要使振動方向旋轉2θ角，由波片的作用可知，讓其通過一個晶體半波片即可。又由半波片的定義可知：當偏振光通過半波片后，θ光和e光的光程差為：

    ∵在石英中o光比e光速度快，且由上式可知當K=0時，厚度d有zui小值，將n₀=1.5442，n_e=1.5533代入

    ∴        

補充知識：  一束光射向各向異性的晶體時，在進入晶體后，往往分裂成兩束光線，它們沿不同方向折射，這種現象稱為晶體的雙折射現象。兩束光中一束恒遵守折射定律稱為尋常光（或o光）；另一束不遵守折射定律，稱為非尋常光（或e光）。在晶體內部存在著某一方向，在這個方向上不產生雙折射現象，這一方向稱為晶體的光軸。晶體有正晶體（石英等），負晶體（方解石等）之分。在正晶體中，o光比e光的速度快，負晶體中e光比o光快。由此在經過厚度為d的晶片后，兩束光之間將產生相位差φ和光程差δ：

式中n_快、n_慢分別表示晶體對o光和e光的折射率，λ表示入射偏振光在真空中的波長，d為晶體的厚度。

用雙折射晶體制成的其表面平行于其光軸、且能使振動相互垂直的兩束光（o光和e光）產生固定相位差的光學元件，稱為波片。

當波片的厚度滿足；當波片的厚度滿足，稱其為半波片或1/2波片；滿足時，則稱為全波片。

入射光通過全波片后，仍為線偏振光其振動方向與入射光振動方向平行；通過1/2波片后，仍為線偏振片光，但其振動方向相對于原入射光的振動方向旋轉了2θ角；通過1/4波片后的狀態將依據入射光振動方向與波片光軸的夾角θ而定。