大学物理思考题解答中学教育中考_中学教育-教学研究.pdf

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1、旋光仪的应用 预习思考题：1.为什么通常用钠黄光（入=589.3nm）来测旋光率？答：实验表明，同一旋光物质对不同波长的光有不同的旋光率。在一定的 温度下，其旋光率与入射光波长的平方成反比，即随波长的减小而迅速增 大，这种现象称为旋光色散。考虑到旋光色散的存在，为了方便、统一，目前各类手册中所给各旋光物质的旋光率都是用钠黄光的 D线（入=589.3nm）来测定的。所以实验中常用此光来测旋光率。2.为什么要确定旋光仪的零点？如何确定零点？答：调节零点是为了便于测量、计算旋光物质的旋光度，进而测出其旋光 率和浓度。由教材可知从仪器目镜中看到的视场应是三分视场，确定零点就是调节 出使每三分视场的界面

2、消失，亮度均匀，且较暗时的位置，此位置即为测 量时的零点。3.为什么在装待测液的试管中不能留有较大气泡？答：因为若试管中留下较大气泡，则试管中的溶液厚度就不能用试管长度 代替，而其厚度难以测定，故而影响对其旋光率和浓度的测定。同时，大 的气泡会影响观察视场中的变化，从而影响旋光度的测量，所以试管中不 应留有较大气泡。实验后思考题：1为什么说半荫法测定旋光度比单用两块偏振片测量时更方便、更准确？答：用两块偏振片测量时，需将两块偏振片的偏振轴调至正交，此时，从 目镜中看到的视场将是最暗的，这就是测量需确定的零点。实际操作中，因人眼很难准确地判断视场是否最暗，即难以把握两块偏振片的偏振轴完 全正交，

3、所以测量时，判断较难，误差较大。而采用半荫法，是用比较视场中相邻两光束的强度是否相同来代替视场 是否达到最暗，即把目镜中三分视场的分界线消失、亮度均匀且较暗的状 态作为参考视场（零点）进行测量，所以测量中既便于观察调节，又容易 判断。由此可知用半荫法测量比单用两块偏振片测量更方便、更准确。2.对波长入=589.3A的钠黄光，石英的折射率为 n=1.5442,压=1.5533。如 果要使垂直入射的线偏振光（其振动方向与石英片光轴的夹角为 0）,通 过石英片后变为振动方向转过 20的线偏振光，问石英片的最小厚度应为 多少？解：要使振动方向旋转 20角，由波片的作用可知，让其通过一个晶体 半波片即可

4、。又由半波片的定义可知：当偏振光通过半波片后，0光和 e 光的光程差为：光率在一定的温度下其旋光率与入射光波长的平方成反比即随波长的减小而迅速增大这种现象称为旋光色散考虑到旋光色散的存在为了方便统一目前各类手册中所给各旋光物质的旋光率都是用钠黄光的线入来测定的所以实验中常用测出其旋光率和浓度由教材可知从仪器目镜中看到的视场应是三分视场确定零点就是调节出使每三分视场的界面消亮度均匀且较暗时的位置此位置即为测量时的零点为什么在装待测液的试管中不能留有较大气泡答因为若试管中留下的气泡会影响观察视场中的变化从而影响旋光度的测量所以试管中不应留有较大气泡实验后思考题为什么说半荫法测定旋光度比单用两块偏振

5、片测量时更方便更准确答用两块偏振片测量时需将两块偏振片的偏振轴调至正交此时从目dmin=3.238 10 d=2k 1 2（n慢一 n快）T在石英中 o 光比 e 光速度快，且由上式可知当 K=0时，厚度 d 有最 小值，将 n=1.5442,隹=1.5533 代入 扎 _ 5893 2ne-n0 一 2 1.5533-1.5442 补充知识：一束光射向各向异性的晶体时，在进入晶体后，往往分裂成 两束光线，它们沿不同方向折射，这种现象称为晶体的双折射现象。两束 光中一束恒遵守折射定律称为寻常光（或 o 光）；另一束不遵守折射定律，称为非寻常光（或 e 光）。在晶体内部存在着某一方向，在这个方向

6、上不产 生双折射现象，这一方向称为晶体的光轴。晶体有正晶体（石英等），负晶 体（方解石等）之分。在正晶体中，o 光比 e 光的速度快，负晶体中 e光比 o 光快。由此在经过厚度为 d 的晶片后，两束光之间将产生相位差和光程 差8:2 n慢n快d-二n慢n快d 扎 式中 n 快、n慢分别表示晶体对 o 光和 e 光的折射率，入表示入射偏振光在真 空中的波长，d为晶体的厚度。用双折射晶体制成的其表面平行于其光轴、且能使振动相互垂直的两束 光（o 光和 e光）产生固定相位差的光学元件，称为波片光率在一定的温度下其旋光率与入射光波长的平方成反比即随波长的减小而迅速增大这种现象称为旋光色散考虑到旋光色散

7、的存在为了方便统一目前各类手册中所给各旋光物质的旋光率都是用钠黄光的线入来测定的所以实验中常用测出其旋光率和浓度由教材可知从仪器目镜中看到的视场应是三分视场确定零点就是调节出使每三分视场的界面消亮度均匀且较暗时的位置此位置即为测量时的零点为什么在装待测液的试管中不能留有较大气泡答因为若试管中留下的气泡会影响观察视场中的变化从而影响旋光度的测量所以试管中不应留有较大气泡实验后思考题为什么说半荫法测定旋光度比单用两块偏振片测量时更方便更准确答用两块偏振片测量时需将两块偏振片的偏振轴调至正交此时从目当波片的厚度满足=2k 即二2k 1 2时，称其为波片；当波 片的厚度满足：=2k；=2k 1时，称其

8、为半波片或 1/2 波片；满足:二k即=2k时，则称为全波片。入射光通过全波片后，仍为线偏振光其振动方向与入射光振动方向平 行；通过 1/2 波片后，仍为线偏振片光，但其振动方向相对于原入射光的振 动方向旋转了 2B角；通过 1/4 波片后的状态将依据入射光振动方向与波片 光轴的夹角B而定。光率在一定的温度下其旋光率与入射光波长的平方成反比即随波长的减小而迅速增大这种现象称为旋光色散考虑到旋光色散的存在为了方便统一目前各类手册中所给各旋光物质的旋光率都是用钠黄光的线入来测定的所以实验中常用测出其旋光率和浓度由教材可知从仪器目镜中看到的视场应是三分视场确定零点就是调节出使每三分视场的界面消亮度均匀且较暗时的位置此位置即为测量时的零点为什么在装待测液的试管中不能留有较大气泡答因为若试管中留下的气泡会影响观察视场中的变化从而影响旋光度的测量所以试管中不应留有较大气泡实验后思考题为什么说半荫法测定旋光度比单用两块偏振片测量时更方便更准确答用两块偏振片测量时需将两块偏振片的偏振轴调至正交此时从目