[实验目的]
1. 熟悉旋光计的构造及测量原理；
2. 观察旋光现象，掌握用旋光计测定旋光性物质溶液浓度的方法； 3. 了解一些药物的旋光性与其生理活性的联系。
4.
[实验仪器与器材]
WXG —1型旋光计、已知浓度的葡萄糖溶液、温度计。
[仪器描述]
单人飞行器该仪器为三荫板式旋光计。它的构造如图5—1所示，外形见图5—2。
图5—1 旋光计构造示意图 图 5—2旋光计外形图
为了便于操作，仪器光路系统相对于倾斜20°安装在基座上。光源1采用20W 钠光灯，波长为589.3nm 。从钠光灯光源射出的光线通过会聚透镜2和滤片3成为单平行光，然后经过起偏器4变成有一定振动方向的偏振光，再经过三荫板5和待测溶液6后到达检偏器 7。通过望远镜目镜10观察从检偏器射出的光线。可以同时转动7、10并在刻度盘9上读出转动角度。
为了消除偏心差，该仪器采用双游标读数。当左右两游标读数分别为A 和B 时，应取平均值，即)(2 1B A +=φ。游标20格的度数等于主尺19格的度数，主尺一格为1°，按照实验一对游标的精度的定义可知，该游标尺的精度为0.05°。游标窗的前方装有两块放大镜，用来观察刻度。
三荫板或半荫板的作用，是使从望远镜里能观察到分度视场，以克服单片视场判定最暗位置较困难的弱点，从而能较准确地测定的旋光度。半荫板是一个半圆形的玻璃片与半圆形石英片胶合而成的透光片，如图5—3(a)所示。三荫板是在两玻璃片中间夹一片石英而组成的透光片，如图5—3(b)所示，它们的工作原理相同。 图5—3 半荫板（a ）和三荫板（b ） 图5—4 通过半荫板后的偏振光矢量图
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下面以半荫板为例加以说明。偏振光通过半荫板时，透过玻璃的一半偏振光的振动面不变，如图5—4
中OA1矢量所示。由于石英的旋光作用，因而通过石英晶体的一半偏振光振动面转过一定角度，记为2θ，如5—4图中OA2矢量所示。从图中可看出，两矢量在其角平分线Oy方向上的分量相等。如果将检偏器转到这一位置，那么根据马吕斯定律可知在视场中看到两个区域的亮度相等。同理，在与Oy轴垂直的Ox轴上，两矢量也有相等的分量。若把检偏器转到此位置时，则两个区域的视场亦有同样的亮度。但是，因后者分量较小，故视场较为昏暗。由于人眼对昏暗视场的变化比较敏感，因而在实验中，把检偏器处于两区域亮度相等的昏暗视场位置作为判断标准。在放入旋光性物质的前后，分别转动检偏器，到两光度相等（视野中将看到左右两半部暗度相同而使分界消失）时的位置，记下分度盘上的读数。两次读数之差就是该旋光物质的旋光度。
所谓三荫板，即把石英晶片做成条状，放于三荫板的中间，如图5—3所示，以条状部分与左右两部分之间的界线消失视场较昏暗时的检偏器的位置作为判别标准。
抗振压力表[实验原理]
当平面偏振光通过某种透明物质时，偏振光的振动面会发生旋转的现象，称为旋光现象，这种能使偏振光振动面旋转的物质称为旋光物质。石英晶体、松节油、各种糖及酒石酸都是旋光物质。
让平面偏振光透过旋光物质，在观察者迎着光源观察的情况下，使振动面沿着顺时针方向旋转的物质称为右旋物质；使振动面沿着逆时针方向旋转的物质称为左旋物质。在给定波长的情况下，对固体来
说，振动面旋转的角度与旋光物质的厚度成正比，而对液体来说，这个角度还与旋光物质的浓度成正比，其关系可表示为
[]t
溢水杯λcL
φα
=（5—1）式中φ表示偏振光振动面旋转的角度，称为旋光度，它的单位为度（°）；c表示液体的浓度，单位为g·ml–1；L表示光在溶液中通过的长度，单位为dm。比例常数α称为该旋光物质的旋光率，又称为比旋度。
根据式5–1，若测得旋光度、结合已知溶液的浓度及液柱长度L，即可求出旋光率[]tλ
α。
分子结构的不对称性是造成这种物质具有旋光性的原因，因此，可以通过对旋光现象的观察，来鉴定旋光性溶质的性质，以及研究物质的分子结构和结晶形状。物质的旋光性又是和它的生理活性密切相关的。例如，某些药物中具有左旋特性的成分是对生物有效的，而具有右旋特性的成分可能是完全无
用的。又比如，某些物质用特定的溶剂配制时，为左旋，以另一种溶剂配制时又表现为右旋。因此，对旋光现象的观察还能帮助我们分析药物的作用机制和研究怎样通过合理的溶质、溶剂的配制来提高药物的疗效，这在药物分析及制剂中经常要用到。
在起偏器Ⅰ和检偏器Ⅱ之间未放入旋光性物质时，先使Ⅰ、Ⅱ的主截面相互垂直，根据马吕斯定律，此时通过两偏振片后的光强为最小。在检偏器Ⅱ后面观察到的视场是暗的。当在Ⅰ、Ⅱ之间放入某一旋光性物质时，则在Ⅱ后面观察到的视场变得亮一些了，若把Ⅱ转过一个角度φ时，视场又恢复到黑暗。检偏器上显示的转过的角度φ就是物质的旋光度。
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[实验步骤]
1.开机和预调。先打开旋光计的电源，钠光灯亮．待光源稳定发光后（约5分钟），调整目镜，进行聚焦，使视场清晰。
2.校正旋光计的零点。将装满葡萄糖水的测试管（内无气泡）取出。旋转检偏器使三部分视场暗度相等，记下左右刻度盘读数，将读数记入表5–1中。左右刻度盘读数平均值即是零点
φ'。
读数
3.测定待测溶液（葡萄糖溶液）的旋光度。把装有已知浓度葡萄糖水的测试管放在测试管架内，旋转检偏器使三个部分视场再次一样暗，记下刻度盘上的读数，将读数记入表5–2中。取平均值，此平均值与校正零点的零点读数之差即为待测溶液的旋光度φ。
4. 重复实验步骤3-4十遍，记录相应读数。
5.关掉旋光计的电源开关，取出测试管，整理好仪器及仪器台。
[数据记录与处理]
表1 零点读数的数据记录
表2 待测溶液的数据记录
[思考题]
1.什么是光的偏振现象？什么是物质的旋光现象？
立式烤箱2.在装溶液于管中时，为何不允许有气泡？
3.本实验中如果没有校正旋光仪的零点，对实验结果有无影响？
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