旋光儀工作原理

圖一:1.光源 2.毛玻璃 3.聚光鏡 4.濾色鏡 5.起偏鏡 6.半波片 7.試管 8.檢偏鏡 9.物、目鏡組 10.調(diào)焦手輪 11.讀數(shù)放大鏡 12.度盤及游標(biāo) 13.度盤轉(zhuǎn)動(dòng)手輪

從光源(1)射出的光線，通過聚光鏡(3)、濾色鏡(4)經(jīng)起偏鏡(5)成為平面偏振光，在半波片(6)處產(chǎn)生三分視場。通過檢偏鏡(8)及物、目鏡組(9)可以觀察到如圖二所示的三種情況。轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏鏡，只有在零度時(shí)(旋光儀出廠前調(diào)整好)視場中三部分亮度一致(如圖二b)。

圖二 a.大于(或小于)零度的視場 b.零度視場 c.小于(或大于)零度視場

當(dāng)放進(jìn)存有被測溶液的試管后由于溶液具有旋光性，使平面偏振光旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，零度視場便發(fā)生了變化(如圖二a或c)。轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏鏡一定角度，能再次出現(xiàn)亮度一致的視場。這個(gè)轉(zhuǎn)角就是溶液的旋光度，它的數(shù)值可通過放大鏡(10)從度盤(11)上讀出。

測得溶液的旋光度后，就可以求出物質(zhì)的比旋度。根據(jù)比旋度的大小，就能確定該物質(zhì)的純度和含量了。

為便于操作，旋光儀的光學(xué)系統(tǒng)以傾斜20°安裝在基座上。光源采用20瓦鈉光燈(波長λ=5893A°)。鈉光燈的限流器安裝在基座底部，毋需外接限流器。旋光儀的偏振器均為聚乙烯醇人造偏振片。三分視界是采用勞倫特石英板裝置(半波片)。轉(zhuǎn)動(dòng)起偏鏡可調(diào)整三分視場的影蔭角(旋光儀出廠時(shí)調(diào)整在3°左右)。旋光儀采用雙游標(biāo)讀數(shù)，以消除度盤偏心差。度盤分360格，每格1°，游標(biāo)分20格，等于度盤19格，用游標(biāo)直接讀數(shù)到0.05°(如圖四)。度盤和檢偏鏡固為一體，借手輪(1)能作粗、細(xì)轉(zhuǎn)動(dòng)。游標(biāo)窗前方裝有兩塊4倍的放大鏡，供讀數(shù)時(shí)用。

(1)將旋光儀接于220V交流電源。開啟電源開關(guān)，約5分鐘后鈉光燈發(fā)光正常，就可開始工作。

(2)檢查旋光儀零位是否準(zhǔn)確，即在旋光儀未放試管或放進(jìn)充滿蒸餾水的試管時(shí)，觀察零度時(shí)視場亮度是否一致。如不一致，說明有零位誤差，應(yīng)在測量讀數(shù)中減去或加上該偏差值?；蚍潘啥缺P蓋背面四只螺釘，微微轉(zhuǎn)動(dòng)度盤蓋校正之(只能校正0.5°左右的誤差，嚴(yán)重的應(yīng)送制造廠檢修)。

(3)選取長度適宜的試管，注滿待測試液，裝上橡皮圈，旋上螺帽，直至不漏水為止。螺帽不宜旋得太緊，否則護(hù)片玻璃會(huì)引起應(yīng)力，影響讀數(shù)正確性。然后將試管兩頭殘余溶液揩干，以免影響觀察清晰度及測定精度。

(4)測定旋光讀數(shù):轉(zhuǎn)動(dòng)度盤、檢偏鏡、在視場中覓得亮度一致的位置，再從度盤上讀數(shù)。讀數(shù)是正的為右旋物質(zhì)，讀數(shù)是負(fù)的為左旋物質(zhì)。

(5)采用雙游標(biāo)讀數(shù)法可按下列公式求得結(jié)果:

式中:A和B分別為兩游標(biāo)窗讀數(shù)值。如果A=B，而且度盤轉(zhuǎn)到任意位置都符合等式，則說明旋光儀沒有偏心差(一般出廠前旋光儀均作過校正)，可以不用對(duì)項(xiàng)讀數(shù)法。

(6)旋光度和溫度也有關(guān)系。對(duì)大多數(shù)物質(zhì)，用λ=5893A°(鈉光)測定，當(dāng)溫度升高1℃時(shí)，旋光度約減少0.3%。對(duì)于要求較高的測定工作，最好能在20℃±2℃的條件下進(jìn)行。

(1)旋光儀應(yīng)放在通風(fēng)干燥和溫度適宜的地方，以免受潮發(fā)霉。

(2)旋光儀連續(xù)使用時(shí)間不宜超過4小時(shí)。如果使用時(shí)間較長，中間應(yīng)關(guān)熄10~15分鐘，待鈉光燈冷卻后再繼續(xù)使用，或用電風(fēng)扇吹打，減少燈管受熱程度，以免亮度下降和壽命降低。

(3)試管用后要及時(shí)將溶液倒出，用蒸餾水洗滌干凈，揩干藏好。所有鏡片均不能用手直接揩擦，應(yīng)用柔軟絨布揩擦。

(4)旋光儀停用時(shí)，應(yīng)將塑料套套上。裝箱時(shí)，應(yīng)按固定位置放入箱內(nèi)并壓緊之。

(1)溶劑

旋光物質(zhì)的旋光度主要取決于物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)。另外，還與光線透過物質(zhì)的厚度，測量時(shí)所用光的波長和溫度有關(guān)。如果被測物質(zhì)是溶液，影響因素還包括物質(zhì)的濃度，溶劑也有一定的影響。因此旋光物質(zhì)的旋光度，在不同的條件下，測定結(jié)果通常不一樣。

(2)溫度

溫度升高會(huì)使旋光管膨脹而長度加長，從而導(dǎo)致待測液體的密度降低。另外，溫度變化還會(huì)使待測物質(zhì)分子間發(fā)生締合或離解，使旋光度發(fā)生改變。不同物質(zhì)的溫度系數(shù)不同，一般在-(0.01~0.04)℃之間。為此在實(shí)驗(yàn)測定時(shí)必須恒溫，旋光管上裝有恒溫夾套，與超級(jí)恒溫槽連接。

(3)濃度和旋光管長度

在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，常將旋光物質(zhì)的旋光度與濃度視為成正比，因?yàn)閷⒈刃舛茸鳛槌?shù)。而旋光度和溶液濃度之間并不是嚴(yán)格地呈線性關(guān)系，因此嚴(yán)格講比旋光度并非常數(shù)，旋光度與旋光管的長度成正比。旋光管通常有10cm、20cm、22cm三種規(guī)格。經(jīng)常使用的有10cm長度的。但對(duì)旋光能力較弱或者較稀的溶液，為提高準(zhǔn)確度，降低讀數(shù)的相對(duì)誤差，需用20cm或22cm長度的旋光管。

MC024-WXG-4圓盤旋光儀

基本原理

眾所周知，可見光是一種波長為380nm~780nm的電磁波，由于發(fā)光體發(fā)光的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，電磁波的電矢量的振動(dòng)方向可以取垂直于光傳播方向上的任意方位，通常叫做自然光。利用某些器件(例如偏振器)可以使振動(dòng)方向固定在垂直于光波傳播方向的某一方位上，形成所謂平面偏振光，平面偏振光通過某種物質(zhì)時(shí)，偏振光的振動(dòng)方向會(huì)轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，這種物質(zhì)叫做旋光物質(zhì)，偏振光所轉(zhuǎn)過的角度叫旋光度。如果平面偏振光通過某種純的旋光物質(zhì)，旋光度的大小與下述三個(gè)因素有關(guān):

a)平面偏振光的波長λ，波長不同旋光度不一樣。

b)旋光物質(zhì)的溫度t，不同的溫度旋光度不一樣。

c)旋光物質(zhì)的種類，不同的旋光物質(zhì)有不同的旋光度。

用一個(gè)叫做比旋度[α]tλ的量來表示某種物質(zhì)的旋光能力。

[α]tλ的表示單位長度的某種旋光物質(zhì)，溫度為t℃時(shí)，對(duì)波長為λ的平面偏振光的旋光度。

旋光度與平面偏振光所經(jīng)過的旋光物質(zhì)的長度L有關(guān)，這樣在溫度為t℃時(shí)，長度為L，具有比旋度為[α]tλ的旋光物質(zhì)對(duì)波長為λ的平面偏振光的旋光度αtλ由下式表示:

αtλ=[α]tλ·L (1)

如果旋光物質(zhì)溶于某種沒有旋光性的溶劑中，濃度為C，則下式成立:

αtλ=[α]tλ·L·C (2)

注意:(1)(2)式中，式中[α]tλ與L的長度單位必須一致。

若波長一定在某一標(biāo)準(zhǔn)溫度下例如20℃，事先已知測試物質(zhì)的比旋度[α]tλ，測試溶液的長度一定，此時(shí)若用旋光儀測出旋光度αtλ，則可由(2)式計(jì)算出溶液中旋光物質(zhì)的

濃度C

C=αtλ/[α]tλ·L (3)

倘若溶質(zhì)中除含有旋光物質(zhì)外還含有非旋光物質(zhì),則可由配制溶液時(shí)的濃度和由(3)式求得的旋光物質(zhì)的濃度C，算得旋光物質(zhì)的含量或純度。

圓盤旋光儀系用來測定含有旋光性的有機(jī)物質(zhì)，如糖溶液、松節(jié)油、樟腦等。通過旋度的測定，可以分析被測物質(zhì)的濃度、含量及純度等。

具體用于:檢驗(yàn)含糖量和測定食品調(diào)味品中淀粉含量

醫(yī)院臨床:測定尿中含糖量及蛋白質(zhì)

制糖工業(yè):檢驗(yàn)生產(chǎn)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(xué)實(shí)驗(yàn)

規(guī)格:

1、旋光度測量范圍:±180º

2、度盤格值:1º

3、度盤游標(biāo)讀數(shù)值:0.05º

4、放大鏡放大倍數(shù):4倍

5、單色光源:5893Aº(鈉光燈)

6、試管長度:100mm 200mm

7、儀器使用電源

電源電壓:220V50HZ

工作電流:1.3A

放電功率:20W

穩(wěn)定時(shí)間:約10min

8、儀器重量:8KG

(1)旋光儀應(yīng)放在通風(fēng)干燥和溫度適宜的地方，以免受潮發(fā)霉。

(2)旋光儀連續(xù)使用時(shí)間不宜超過4小時(shí)。如果使用時(shí)間較長，中間應(yīng)關(guān)熄10~15分鐘，待鈉光燈冷卻后再繼續(xù)使用，或用電風(fēng)扇吹打，減少燈管受熱程度，以免亮度下降和壽命降低。

(3)試管用后要及時(shí)將溶液倒出，用蒸餾水洗滌干凈，揩干藏好。所有鏡片均不能用手直接揩擦，應(yīng)用柔軟絨布揩擦。

(4)旋光儀使用過程中如果有問題可及時(shí)和成都雅源科技售后工程師聯(lián)系。

(5)旋光儀停用時(shí)，應(yīng)將塑料套套上。裝箱時(shí)，應(yīng)按固定位置放入箱內(nèi)并壓緊之。

旋光儀構(gòu)造部件: 1.光源 2.毛玻璃 3.聚光鏡 4.濾色鏡 5.起偏鏡 6.半波片 7.試管 8.檢偏鏡

9.物、目鏡組 10.調(diào)焦手輪 11.讀數(shù)放大鏡 12.度盤及游標(biāo) 13.度盤轉(zhuǎn)動(dòng)手輪

當(dāng)檢測池中放進(jìn)存有被測溶液的試管后，由于溶液具有旋光性，使平面偏振光旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，零度視場便發(fā)生了變化，轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏鏡一定角度，能再次出現(xiàn)亮度一致的視場。這個(gè)轉(zhuǎn)角就是溶液的旋光度，測得溶液的旋光度后，就可以求出物質(zhì)的比旋度。根據(jù)比旋度的大小，就能確定該物質(zhì)的純度和含量了。

(1)將旋光儀接于220V交流電源。開啟電源開關(guān)，約5分鐘后鈉光燈發(fā)光正常，就可開始工作。

(2)檢查旋光儀零位是否準(zhǔn)確，即在旋光儀未放試管或放進(jìn)充滿蒸餾水的試管時(shí)，觀察零度時(shí)視場亮度是否一致。如不一致，說明有零位誤差，應(yīng)在測量讀數(shù)中減去或加上該偏差值。或放松度盤蓋背面四只螺釘，微微轉(zhuǎn)動(dòng)度盤蓋校正之(只能校正0.5°左右的誤 差，嚴(yán)重的應(yīng)送制造廠檢修)。

(3)選取長度適宜的試管，注滿待測試液，裝上橡皮圈，旋上螺帽，直至不漏水為止。螺帽不宜旋得太緊，否則護(hù)片玻璃會(huì)引起應(yīng)力，影響讀數(shù)正確性。然后將試管兩頭殘余溶液揩干，以免影響觀察清晰度及測定精度。

(4)測定旋光讀數(shù):轉(zhuǎn)動(dòng)度盤、檢偏鏡、在視場中覓得亮度一致的位置，再從度盤上讀數(shù)。讀數(shù)是正的為右旋物質(zhì)，讀數(shù)是負(fù)的為左旋物質(zhì)。

(5)采用雙游標(biāo)讀數(shù)法可按下列公式求得結(jié)果Q=(A+B)/2

式中:A和B分別為兩游標(biāo)窗讀數(shù)值。如果A=B，而且度盤轉(zhuǎn)到任意位置都符合等式，則說明旋光儀沒有偏心差(一般出廠前旋光儀均作過校正)，可以不用對(duì)項(xiàng)讀數(shù)法。

(6)旋光度和溫度也有關(guān)系。對(duì)大多數(shù)物質(zhì)，用λ=5893A°(鈉光)測定，當(dāng)溫度升高1℃時(shí)，旋光度約減少0.3%。對(duì)于要求較高的測定工作，最好能在20℃±2℃的條件下進(jìn)行。