儀器的結構與原理

 基本應用原理

,可見光是一種波長為380nm～780nm的電磁波，從統(tǒng)計規(guī)律上來說，相應的光振動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光矢量的振幅（光強度）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時，偏振光的振動方向會轉過一個角度，這種物質叫做旋光物質，偏振光所轉過的角度叫旋光度。如果平面偏振光通過某種純的旋光物質，旋光度的大小與下述三個因有關：

a) 平面偏振光的波長λ，波長不同旋光度不一樣。

b) 旋光物質的溫度 t，不同的溫度旋光度不一樣。

c) 旋光物質的種類，不同的旋光物質有不同的旋光度。

用一個叫做比旋度  的量來表示某種物質的旋光能力。

通常，規(guī)定旋光管的長度為1dm(100mm)，待測物質溶液的濃度為  1g/mL，溫度為 t℃，平面偏振光波長為λ時在此條件下測得的旋光度叫做該物質的比旋光度，用[α]tλ表示。比旋光度僅決定于物質的結構，因此，比旋光度是物質的物理常數。

αtλ=[α]tλ·L·C （1）

式中L為測試溶液（旋光試管）長度，儀器使用  mm  作為長度單位；C為測試溶液中旋光物質的濃度，儀器按照通常方法即每100mL 溶液中含有旋光物質的克數來表示。

若事先已知測試物質的比旋度[α]tλ，在一定波長一定溫度下測出旋光度αtλ，測試溶液的長度為L，則可由（2）式計算出溶液中旋光物質的濃度C

C=αtλ/[α]tλ·L （2）

倘若溶質中除含有旋光物質外還含有非旋光物質,則可由配制溶液時的濃度和由(2)式求得的旋光物質的濃度C，算得旋光物質的含量或純度。

3.2 光學零位原理

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

I=I0 COS２α

如圖 1 曲線 A 所

法拉弟線圈兩端加以頻率為f的正弦交變電壓  u=Usin2πft時，按照法拉弟磁光效應， 通過的平面偏振光振動平面將迭加一個附加轉動角度：α1=β·sin2πft在起偏器與檢偏器之間當有法拉弟線圈時出射檢偏器光強信號如下：

a)在正交位置時可得圖1曲線B與B′光強信號為某一恒定的光強迭加一個頻率為2f的交變光強。

b)向右偏離正交位置時可得圖1曲線C與C′光強信號為某一恒定的光強迭加一個頻率如f的交變光強，見曲線 C′。

c)向左偏離正交位置時，可得圖1曲線D與D′光強信號為某一恒定的光強，迭加一個頻率為f的交變光強，見曲線D′，但交變光強的相位正好與向右偏離正交位置時的交變光強信號相位相反。

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