自動(dòng)旋光儀器的結(jié)構(gòu)與原理

儀器的結(jié)構(gòu)與原理

 基本應(yīng)用原理

*,可見(jiàn)光是一種波長(zhǎng)為380nm～780nm的電磁波，從統(tǒng)計(jì)規(guī)律上來(lái)說(shuō)，相應(yīng)的光振動(dòng)將在垂直于光傳播方向上遍布所有可能的方向，而且所有可能的方向上相應(yīng)光矢量的振幅（光強(qiáng)度）都是相等的，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(guò)某種物質(zhì)時(shí)，偏振光的振動(dòng)方向會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，這種物質(zhì)叫做旋光物質(zhì)，偏振光所轉(zhuǎn)過(guò)的角度叫旋光度。如果平面偏振光通過(guò)某種純的旋光物質(zhì)，旋光度的大小與下述三個(gè)因有關(guān)：

a) 平面偏振光的波長(zhǎng)λ，波長(zhǎng)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(lèi)，不同的旋光物質(zhì)有不同的旋光度。

用一個(gè)叫做比旋度  的量來(lái)表示某種物質(zhì)的旋光能力。

通常，規(guī)定旋光管的長(zhǎng)度為1dm(100mm)，待測(cè)物質(zhì)溶液的濃度為  1g/mL，溫度為 t℃，平面偏振光波長(zhǎng)為λ時(shí)在此條件下測(cè)得的旋光度叫做該物質(zhì)的比旋光度，用[α]tλ表示。比旋光度僅決定于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，因此，比旋光度是物質(zhì)有的物理常數(shù)。

αtλ=[α]tλ·L·C （1）

式中L為測(cè)試溶液（旋光試管）長(zhǎng)度，儀器使用  mm  作為長(zhǎng)度單位；C為測(cè)試溶液中旋光物質(zhì)的濃度，儀器按照通常方法即每100mL 溶液中含有旋光物質(zhì)的克數(shù)來(lái)表示。

若事先已知測(cè)試物質(zhì)的比旋度[α]tλ，在一定波長(zhǎng)一定溫度下測(cè)出旋光度αtλ，測(cè)試溶液的長(zhǎng)度為L，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 （2）

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(2)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。

3.2 光學(xué)零位原理

若使自然光依次經(jīng)過(guò)起偏器和檢偏器，以起偏器和檢偏器的通光方向正交時(shí)作為零位，檢偏器偏離正交位置的角度α與入射檢偏器的光強(qiáng)I之間的關(guān)系按馬呂斯定律為

I=I0 COS２α

如圖 1 曲線(xiàn) A 所

法拉弟線(xiàn)圈兩端加以頻率為f的正弦交變電壓  u=Usin2πft時(shí)，按照法拉弟磁光效應(yīng)， 通過(guò)的平面偏振光振動(dòng)平面將迭加一個(gè)附加轉(zhuǎn)動(dòng)角度：α1=β·sin2πft在起偏器與檢偏器之間當(dāng)有法拉弟線(xiàn)圈時(shí)出射檢偏器光強(qiáng)信號(hào)如下：

a)在正交位置時(shí)可得圖1曲線(xiàn)B與B′光強(qiáng)信號(hào)為某一恒定的光強(qiáng)迭加一個(gè)頻率為2f的交變光強(qiáng)。

b)向右偏離正交位置時(shí)可得圖1曲線(xiàn)C與C′光強(qiáng)信號(hào)為某一恒定的光強(qiáng)迭加一個(gè)頻率如f的交變光強(qiáng)，見(jiàn)曲線(xiàn) C′。

c)向左偏離正交位置時(shí)，可得圖1曲線(xiàn)D與D′光強(qiáng)信號(hào)為某一恒定的光強(qiáng)，迭加一個(gè)頻率為f的交變光強(qiáng)，見(jiàn)曲線(xiàn)D′，但交變光強(qiáng)的相位正好與向右偏離正交位置時(shí)的交變光強(qiáng)信號(hào)相位相反。

故鑒別光強(qiáng)信號(hào)中f分量的交變光強(qiáng)是否為零。可判斷起偏器與檢偏器是否處于正交位置，鑒別f分量交變光強(qiáng)的相位，可判斷檢偏器是左還是右偏離正交位置