圓盤旋光儀是一種用來測量物質(zhì)的旋光性的儀器,它可以通過觀察兩個偏振光束在通過樣品后的相位差來確定樣品的旋光角。旋光角是指物質(zhì)對平面偏振光的旋轉(zhuǎn)能力,它與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、濃度和溫度等因素有關(guān)。
圓盤旋光儀的主要部件有光源、偏振器、樣品池、分析器和檢測器。光源發(fā)出一束平行的單色光,經(jīng)過偏振器后變成平面偏振光,然后通過樣品池,其中含有待測的旋光物質(zhì)。樣品對平面偏振光產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用,使其偏振方向發(fā)生改變。分析器是一個可旋轉(zhuǎn)的偏振片,它可以調(diào)節(jié)透過的偏振光的方向。檢測器是一個接收透過分析器的光強信號的裝置,通常是一個電流表或者一個數(shù)字顯示屏。
圓盤旋光儀的工作原理是利用馬呂斯定律,即當(dāng)平面偏振光通過一個旋光物質(zhì)時,其偏振方向會沿著光傳播方向旋轉(zhuǎn)一個角度,這個角度與物質(zhì)的厚度、濃度和波長成正比。因此,如果我們知道了樣品的厚度和波長,就可以通過測量旋光角來確定樣品的濃度。
圓盤旋光儀的操作方法是先將分析器調(diào)節(jié)到與偏振器垂直的位置,這時檢測器顯示最小的光強信號,表示沒有透過分析器的光。然后將樣品池放入圓盤旋光儀中,這時檢測器會顯示一個較大的光強信號,表示有一部分透過分析器的光。接著我們要將分析器順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn),直到檢測器顯示最大的光強信號,這時表示透過分析器的偏振光與樣品對平面偏振光產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角相同。
我們記錄下這時分析器的讀數(shù),然后將樣品池取出,再次將分析器調(diào)節(jié)到與偏振器垂直的位置,記錄下這時分析器的讀數(shù)。兩次讀數(shù)之差就是樣品對平面偏振光產(chǎn)生的旋光角。
那么圓盤旋光儀左右讀數(shù)一樣嗎?答案是不一定。如果我們將分析器順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn)到最大光強信號時停止,并且每次都從同一個方向開始旋轉(zhuǎn),那么左右讀數(shù)就是一樣的。但是如果我們將分析器繼續(xù)旋轉(zhuǎn)超過最大光強信號時,并且每次從不同的方向開始旋轉(zhuǎn),那么左右讀數(shù)就可能不一樣了。
這是因為當(dāng)分析器繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時,透過分析器的偏振光會再次減小,并且在每隔180°時又會達(dá)到最大值。因此,如果我們從不同的方向開始旋轉(zhuǎn),并且停在不同的位置上,就會得到不同的讀數(shù)。為了避免這種情況,我們應(yīng)該保持分析器的旋轉(zhuǎn)方向和范圍一致,并且只記錄第一次達(dá)到最大光強信號時的讀數(shù)。
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