成都理工大学光学教程专业课程设计.doc

光学教程 课程设计(论文)

设计（论文）题目 蔗糖溶液旋光效应
学院名称 核技术与自动化工程学院
专业名称
学生姓名
学生学号
任课教师 赵晓云
设计（论文）成绩

教务处 制
7 月 4 日
填写阐明
1、 专业名称填写为专业全称，有专业方向用小括号标明；
2、 格式规定：格式规定：
① 用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。
② 打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采用默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：原则）；页码用小五号字底端居中。
③ 详细规定：
题目（二号黑体居中）；
摘要(“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要文字某些，小4号宋体)；
核心词（隔行顶格书写“核心词”三字，提炼3-5个核心词，用分号隔开，小4号黑体)；
正文某些采用三级标题；
第1章 ××(小二号黑体居中，段前0.5行)
1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）
1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）
参照文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参照文献用五号宋体，参照《参照文献著录规则（GB/T 7714－）》。

摘要：
旋光性菲涅尔假设: 菲涅尔依照振动中一种原理，即任何一种直线简谐运动可以看作是两个相反方向旋转同频率圆周运动组合，以为：沿晶体光轴方向传播直线偏振光也可以看作是由两个同频率、旋向相反原偏振光构成。在旋光晶体中，这两种偏振光有不同传播速度。这样一种假设，虽然不能阐明现象本质，但能令人信服阐明实验成果。

核心词：旋光，偏振，糖浓度
1旋光问题研究背景
18,阿喇果（Jago)在研究石英晶体双折射特性时发现:一束线偏振光沿石英晶体光轴方向传播时,其振动平面会相对原方向转过一种角度。由于石英晶体是单轴晶体,光沿着光轴方向传播不会发生双折射,因而阿喇果发现现象应当属于此外一种新现象,这就是晶体中旋光现象。稍后,比奥(Biot)在某些蒸汽和液态物质中也观测到了同样旋光现象。
2旋光效应研究现状
阿喇果发现,当线偏振光通过某些透明物质时,它振动面将会绕光传播方向转过一定角度。这种现象就叫旋光效应,光振动面转过角度称为旋光度,使光振动面产生旋转物质叫做旋光物质（进一步地,迎着光传播方向看,使光振动面顺时针转动物质叫右旋物质,反之则为左旋物质.常用旋光物质有:石英,朱砂,酒石酸,食糖溶液,松节油等。运用旋光仪可以测定这些物质比重,纯度或浓度。
，尹鑫等人研究了晶体旋光性与电光效应交互作用以及此交互作用对旋光晶体电光Q开关影响;黄海等对磁致旋光效应和磁光玻璃磁致旋光效应机理进行了探讨,对ZF1、ZF6磁光玻璃磁致旋光效应分别进行了实验研究,给出偏振面旋转角与磁感应强度关系,计算出波长不变状况下不同磁感应强度费尔德常数;张为权导出了斜入射时晶体相移公式，并用其研究了相移随入射角和方位角变化.,高军伍等提出一种运用磁致旋光效应测量脉冲大电流办法;田召兵等通过对硅酸镓镧旋光晶体中电光效应和旋光效应对光偏振态影响研究,推导出了处在外加电场中旋光晶体中光传播方程表达式,以及透过光强表达式,并运用几种简朴光学器件在实验上得到了较好验证.，李彪等研究了基于晶体旋光效应近场光学空间滤波问题,其指出采用偏振光检偏法选取不同空间频率光束通过与阻挡,可以实现激光光束近场空间滤波,用各种滤波器串接构成滤波器组,可提高光束空间窄带滤波性能.初,任广军等运用矩阵办法分析了液晶旋光效应,导出了液晶旋光矩阵表达，运用JG-3型持续可调谐磁场仪搭建实验装置,红外1350nm激光器做光源,测量了偏振光通过磁场作用下BL-009型向列相液晶旋光角,详细分析了磁场对液晶旋光性能影响，这对更好地研究液晶旋光特性以及液晶器件具备重要参照价值.,王益军等应用法拉第磁光效应原理,提出运用磁致旋光估测磁场办法,提高了磁场测量效率,获得了磁场直观分布.,罗涛等通过对左旋和右旋偏振光鉴别办法研究，推导出圆偏振光合成条件,并且得到了平面偏振光合成椭圆偏振光时长短轴公式,以及椭圆偏振光左旋和右旋在相位差上鉴别办法;王建华等研究聚合物分散液晶旋光性能,用旋光仪测量温度作用下手性聚合物分散液晶旋光性变化,成果与de Vries理论相一致.,戴玉梅等激光综合光学实验仪拓展应用研究，完毕运用激光综合光学实验仪测得蔗糖溶液旋光度与其浓度成正比关系,并运用该关系进行未知浓度蔗糖溶液浓度测量拓展实验研究；张昕明等对近红外波段石英晶体旋光率测试研究，测出了石英晶体在近红外波段旋光率;刘竹琴等研究了运用光强分布测试仪测量蔗糖溶液旋光率及其浓度，用光强分布测试仪测量光强,采用数字检流计采集数据,通过马吕斯定律计算出旋光度,从而求出蔗糖溶液旋光率及其浓度;刘建霞等研究石英晶体旋光折射率特性,分析了在834～841nm波长处右旋光和左旋光折射率差值特性,并通过实验验证,得出了在该波长范畴内右旋光和左旋光折射率差值近似为一种常数,旋光率与右旋光和左旋光折射率差值近似无关.
3.旋光理论基本
蔗糖是右旋性物质，其比旋光度[α]=+66.6；葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度[α]=+52.5；果糖是左旋性物质，其比旋光度[α]=-91.9。由于生成物中果糖左旋性比葡萄糖右旋性大，因而随着水解反映进行，溶液右旋角逐渐减小，最后通过零点变成左旋。旋光度与浓度成正比，并且溶液旋光度为溶液中各组分旋光度之和。
物体具备旋光性条件
物体具备旋光性，其构造不能具备空间反演不变性质。对于分子可以随机朝向多晶或者溶液，分子必要具备手征性，否则不能破坏空间反演不变性，不会发生旋光现象.
旋光性维相描述
旋光性，可以用左旋光和右旋光具备不同传播速度维相地进行描述.任何偏振光都可以当作左旋光和右旋光叠加.把左右旋光叠加成偏振光时，偏振方向跟两种光位相差关于系.如果两种光传播速度不同，就会产生附加维相差，导致偏振光旋转。
旋光度测定
旋光仪是用来测定光学活性物质旋光能力大小和方向仪器。光学活性物质可以旋转偏振光平面，其大小和方向除了与该物质构造关于外，还与测定期温度、所用光波长、溶液浓度和溶剂、旋光管长度等关于。普通单色光源用钠光灯，波长为589nm，以D表达。规定以每毫升溶液所含溶质克数作为质量浓度单位。由旋光仪测得旋光角度后，可如下式计算旋光度：α为用旋光仪测得旋光度；c为溶液质量浓度(g/ml)；l为旋光管长度/dm；t为测定期温度(℃)，λ为测定所用光波波长(钠光以D表达)。光活性物质为液体时，则以密度ρ(g/ml)代替c，即若以100ml溶液含溶质克数，则，如果糖水溶液，溶液浓度为5g/100ml，在1dm旋光管中测得旋光角度为-4.64°，则：书写旋光度时，除注明温度，光波波长外，在数据后括号内，注明其质量百分浓度和配制溶液用溶剂。
旋光性和晶体双折射类比
双折射晶体可以将偏振光变为椭圆偏振光，或者其她方向偏振光,将两块很薄双折射晶体以比较随意方向叠加(夹角为ψ)，则叠加成果破坏空间反演不变性。

3.1光偏振理论

1. 光偏振现象及其应用

光偏振（polarization of light）振动方向对于传播方向不对称性叫做偏振，它是横波区别于其她纵波一种最明显标志。光波电矢量振动空间分布对于光传播方向失去对称性现象叫做光偏振。只有横波才干产生偏振现象，故光偏振是光波动性又一例证。在垂直于传播方向平面内，包括一切也许方向横振动，且平均说来任一方向上具备相似振幅，这种横振动对称于传播方向光称为自然光（非偏振光）。凡其振动失去这种对称性光统称偏振光。
常用偏振应拥有1.电子表液晶显示用到了偏振光。2. 在照相镜头前加上偏振镜消除反光。3照相时控制天空亮度，使蓝天变暗。4. 使用偏振镜看立体电影5、生物生理机能与偏振光6、汽车使用偏振片防止夜晚对面车灯晃眼
2. 偏振态定义与分类

1、 线偏振光

在光传播过程中，只包括一种振动，其振动方向始终保持在同一平面内，这种光称为线偏振光（或平面偏振光)。你可以通过一种实验想象这是一种什么景象：你把一根绳子一头拴在邻居院子里树上，另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆两根竹子合法中穿过去。如果你当前拿绳子上下振动，绳子产生波就会从两根竹子之间通过，并从你手传到那棵树上。这时，那座篱笆对你波来说是"透明"。但是，要是你让绳子左右波动，绳子就会撞在两根竹子上，波就不会通过篱笆了，这时这座篱笆就相称于一种起偏振器件。
2、 某些偏振光

光波包括一切也许方向横振动，但不同方向上振幅不等，在两个互相垂直方向上振幅具备最大值和最小值，这种光称为某些偏振光。自然光和某些偏振光事实上是由许多振动方向不同线偏振光构成。
当光线从空气（严格地说应当是真空）射入介质时，布儒斯特角正切值等于介质折射率n。由于介质折射率是与光波长关于，对同样介质，布儒斯特角大小也是与光波长关于。以光学玻璃折射率1.4-1.9计算，布儒斯特角大概为54-62度左右。当入射角偏离布儒斯特角时，反射光将是某些偏振光。
3、 椭圆偏振光

在光传播过程中，空间每个点电矢量均以光线为轴作旋转运动，且电矢量端点描出一种椭圆轨迹，这种光称为椭圆偏振光。迎着光线方向看，凡电矢量顺时针旋转称右旋椭圆偏振光，凡逆时针旋转称左旋椭圆偏振光。椭圆偏振光中旋转电矢量是由两个频率相似、振动方向互相垂直、有固定相位差电矢量振动合成成果(见波片)。
4、 圆偏振光

旋转电矢量端点描出圆轨迹光称圆偏振光，是椭圆偏振光特殊情形。在咱们观测时间段中平均后，圆偏振光看上去是与自然光同样。但是圆偏振光偏振方向是按一定规律变化，而自然光偏振方向变化是随机，没有规律。

3.2偏振光旋光效应

当一束线偏振光光透过某种透明介质后，出射光振动面相对入射光振动面旋转了一定角度，这种现象即是旋光效应。常用旋光效应是自然旋光效应，介质在没有任何外界作用下能产生旋光现象。除了自然旋光外，某些不能自然旋光物质在电场、磁场、应力等外界因素影响下，也能使透过它偏振光发生偏振角度旋转，这样旋光效应有：磁致旋光效应、克尔电光效应、光弹效应等。

1. 自然旋光效应

自然界中存在某些物质,当线偏振光沿光轴方向通过这些物质后,其偏振面会发生旋转,即发生旋光现象,称之为自然旋光。旋光现象最早由阿拉果在石英晶体中发现,随后毕奥发现某些各向同性气体和液体也具备该特性;而某些不具备自然旋光本领晶体在磁场作用下,偏振面产生偏转现象称为磁光效应,该现象在1846年由法拉第初次发现,也称为法拉第效应。

线偏振光沿光轴方向入射到晶体中,其光强可以分解为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光,相应折射率分别为nL和nR,它们在晶体中传播距离l后产生相位差可以用角位移表达为

在外加磁场为零状况下,晶体自身满足nL－nR≠0,则该晶体具备自然旋光特性,自然旋光是晶体自身具备一种旋光本领,不需要外加磁场,可以直接测量该旋光晶体偏转角,实验装置如图 1所示。只有在外加磁场不为零时,晶体才满足nL－nR≠0,则该晶体为磁光晶体,运用法拉第效应来描述,测量其偏转角时需要外加磁场,实验装置如图 2所示,通过直流励磁和交流励磁开关来控制恒定磁场和时变磁场
磁光调制器是由在铽玻璃周边环绕交流勉励电信号励磁线圈构成。假定线圈所加交流电信号为i=i0sin(ωt)时,产生时变磁场为B=B0sin(ωt),则晶体磁致旋转角θ=θ0sin(ωt),依照马吕斯定律I=I0cos2α,检偏器输出光强可得

其中α为起偏器和检偏器主截面初始夹角。运用三角函数公式,式(2)可变形为

当α=0,将cos(δsin(ωt))=J0(δ)+2J2(δ)cos(2ωt)+4J4(δ)cos(4ωt)+…代入式(3)可得

可以发现:起偏器和检偏器偏振轴平行时,输出光中浮现了调制信号倍频信号。
4.旋光问题应用

4.1.光学隔离器

法拉第效应偏转角旋光方向与磁场方向关于,与传播方向无关。如果光来回通过磁光晶体,由自身自然旋光引起偏转角与磁场方向关于而抵消掉。如图 5所示,当法拉第效应引起偏转角为π/4时,反射光通过法拉第盒后偏振方向与起偏器P1方向正交而无法通过。此现象表白法拉第旋光效应是一种不可逆光学过程,可运用这种现象制成或单通光闸等器件。

4.2糖浓度检测

1. 糖浓度检测现状

糖浓度检测技术是食品分析技术中很重要一某些。在食品分析工作中,由于分析目不同,或者是由于被测组分和干扰成分性质以及它们在食品中存在数量差别,所选取检测办法也各不相似。食品分析采用办法有感官检查法!化学分析法!仪器分析法!微生物分析法和酶分析法。在化学实验室中与在工业生产中都各自有惯用某些办法。

2.糖浓度检测原理

线偏振光通过某些物质溶液后，偏振振动面将旋转一定角度，这种现象，旋转角度称为该物质旋光度。通惯用旋光仪来测量物质旋光度。溶液旋光度与溶液中所含旋光物质旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度、温度及光波长等关于。当其他条件均固定期，旋光度与溶液浓度C呈线性关系，即
Θ=βCb
上式中，比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度及光波长等关于，C为溶液浓度。物质旋光能力用比旋光度即旋光率来度量，旋光率用下式表达：[]

(2) 上式中右上角t表达实验时温度（单位光：oC)，λ是指旋光仪采用单色光源波长(单位：nm)，qθ为测得旋光度( o )，l为样品管长度（单位：dm），C为溶液浓度（单位：g/100mL）。由式可知：①偏振光振动面是随着光在旋光物质中向迈进行而逐渐旋转，因而振动面转过角度θ透过长度l成正比；②振动面转过角度θ不但与透过长度l成正比，并且还与溶液浓度C成正比。如果已知待测物质浓度C和液柱长度l，只要测出旋光度θ就可以计算出旋光率。如果已知液柱长度l为固定值，可依次变化溶液浓度C就可测得相应旋光度θ。并作旋光度θ与浓度系
直线，从直线斜率、长度l及溶液浓度C，可计算出该物质旋光率；同样也可以测量旋光性溶液旋光度θ，拟定溶液浓度C。旋光性物质尚有右旋和左旋之分。当面对光射来方向观测，如果振动面按顺时针方向旋转，则称右旋物质；如果振动面向逆时针方向旋转，称左旋物质。表1给出了某些药物在温度t=20oC,偏振光波长为钠光λ589.3nm(相称于太阳光中D线)时旋光率。

3.3油雾浓度检测

1. 油雾浓度检测现状

随着油雾润滑技术广泛应用，对于油雾润滑技术性能参数油雾浓度定量检测越来越引起人们注重。油雾浓度检测始终是油雾润滑领域技术难点，至今没有统一原则，其因素重要是：测量具备特殊性，不能用惯用燃烧办法或化学反映办法；油雾表面张力大，吸附性强等。以上这些都限制了惯用测量办法运用于油雾浓度测量。当前油雾浓度检测办法从检测原理可以分为两类：一类是直接测量法，重要是运用自动粒子计数器和红外气体分析仪直接对油雾进行测量；另一类是间接测量法，重要是对油雾中油滴进行吸附或间接获取油雾浓度有关参数然后再使用称重分析法、荧光分析法、近红外光分析法、介电常数法、静电电流法、散射法、闪烁法等进行分析计算。以上办法测量精度较难保证，且难以实现实时在线测量。
油雾具备旋光性，且为左旋，当偏振光通过油雾时其振动面会发生偏转，本研究将偏振光旋光原理运用在油雾浓度检测方面，实践证明这种尝试是对的，测量效果令人满意。

2. 油雾浓度检测原理

当线偏振光通过某些物质后，光矢量振动方向绕着光传播方向转过一种角度，这种现象称为旋光现象。对于旋光性溶液来说，旋光角度θ 与溶液浓度C 之间关系可以表达为，式中t 代表测定期温度；λ 为入射到被测物质光波波长；d 为偏振光所通过溶液长度；为比旋光度。在t和λ 一定，α和d 拟定后，使偏振光通过待测溶液，运用溶液对偏振光旋光作用便可以检测出溶液浓度[3-4]，其表达式为C =θ/αd 。
当线偏振光通过磁场作用法拉第旋光器时，光矢量振动方向旋转一定角度，角度大小与磁场强度成正比，这种现象称为法拉第效应或磁致旋光效应。偏转角度φ 与磁场强度H 之间关系可以表达为φ=VHL，式中V 为旋光材料费尔德常数，L 为光通过旋光材料途径长度[5、14]。

3.4光电装备隐身技术

“猫眼”效应普遍存在于光电装备光学窗口中，是对方实行光学窗口积极侦测物理根据。激光积极探测技术就是运用猫眼效应，通过发射激光束实现对光学目的扫描、侦察和辨认。当前，美、俄等军事强国已经装备了比较完备集光学窗口侦测、干扰和致盲为一体激光武器系统，在近年来几次局部战争中，激光积极探测系统凭借其较高定位精度和迅速探测速度大大提高了战场武器系统作战效能，凸显出惊人作战效果和威力，而国内对“猫眼”效应研究还处在理论分析和实验室研究阶段，在应用领域还是空白，在对方具备实行“猫眼”积极侦测条件下，虽然我方采用被动观测方式，如微光夜视仪、热像仪等各种夜视装备，也会暴露无遗。如若不采用反侦测办法，我方必将受到对方激光侦测及其武器系统压制和破坏，导致光电装备迷盲、失控和失效，因而“猫眼效应”已经成为光电装备探测威胁。
如何减少“猫眼效应”实现光电装备“隐身”，成为提高光电装备战场生存能力亟待解决问题。当前，国内在光电装备隐身技术研究上相对滞后，提到了用蜂窝板装置实现狙击步枪瞄准镜隐身，但是其仅限于在狙击枪瞄准镜上使用且加装蜂窝板后瞄准镜观测距离会大大减少；提出通过增长光敏面离焦量、在光敏面上镀增透膜或对光敏面进行漫反射解决等办法进行光电装备隐身，但这些办法会变化原有光电装备光学构造，甚至严重影响光电装备探测性能。由此可见，如何在不变化光学构造及牺牲有限光电装备光学性能前提下，有效实现隐身成为光电装备反侦测技术核心。现从减少猫眼回波功率出发，基于特殊晶体磁致旋光效应，运用晶体旋光与互易特性，设计了光电装备光学窗口外置隐身装置。

1. 基于磁致旋光效应隐身原理

前人实验证明，对于一定波长光，法拉第旋转角θ与晶体厚度Ｄ 成正比，表达为：
（3-9）
式（3-9）中，为费德乐常数，Ｂ 为磁场强度。
磁致旋光晶体另一重要特性为旋转方向非互易性。对给定物质，光振动面旋转方向仅由磁感应强度Ｂ 方向决定，与光传播方向并与Ｂ 同向或反向无关，这一特点可使光在介质中来回多次而使旋转角度加大。运用旋光晶体上述特性，选用一定长度晶体，使探测激光进入晶体且经猫眼系统反射折回后振动方向发生变化，配合偏振器件使用达到制止猫眼回波隐身效果[8～９]。

2. 隐身装置设计

基于磁致旋光晶体旋光特性，设计了光电装备光学窗口外置隐身装置，图3-3为其原理图。隐身装置由一种偏振片和一定长度磁致旋光晶体构成，加载与光轴方向同向磁场，磁感应强度大小与旋光晶体长度可以保证线偏振光一次穿过后振动方向旋转45°。

图 3.3隐身装置原理图

光电装备处在正常工作状态时，给晶体加以沿光轴方向磁场，此时不影响光学窗口正常观测和瞄准目的。当探测系统发射探测激光通过偏振片时，探测激光变为和偏振片同方向线偏振光，通过旋光晶体后偏振方向旋转45°。偏振光经隐身装置透射进入猫眼系统后按原路返回再次通过旋光晶体，偏振方向再次旋转45°，旋转角叠加至90°。此时，线偏振光振动方向与偏振片偏振方向垂直，依照马吕斯定律，此时线偏振光不能透过，因而，猫眼目的回波被截止在了隐身装置内部。显然，此时积极探测系统已探测不到回波信号，猫眼目的沉没在背景中，达到隐身效果。
5. 旋光效应系统实现
【实验目】
观测偏振光通过旋光物质现象
理解旋光仪构造原理
学习用旋光仪测量旋光性溶液旋光率和溶液
【实验原理】
光是电磁波，它电场和磁场矢量互相垂直，且又垂直于光传播方向。通惯用电矢量代表光矢量，并将光矢量与光传播方向所构成平面称为振动面。在传播方向垂直平面内，光矢量也许有各种各样振动状态，被称为光偏振态。若光矢量方向是任意，且各方向上光矢量大小时间平均值是相等，这种光称为自然光。若光矢量可以采用任何方向，但不同方向其振幅不同，某一方向振动振幅最强，而与该方向垂直方向振动最弱，则称为某些偏振光。若光矢量方向始终不变，只是它振幅随位相变化，光矢量末端轨迹是一条直线，则称为线偏振光。
当线偏振光通过某些透明物质（例如糖溶液）后，偏振光振动面将以光传播方向为轴线旋转一定角度，这种现象称为旋光现象。旋转角度φ称为旋光度。能使其振动面旋转物质称为旋光性物质。旋光性物质不但限于像糖溶液、松节油等液体，还涉及石英、朱砂等具备旋光性质固体。不同旋光性物质可使偏振光振动面向不同方向旋转。若面对光源，使振动面顺时针旋转物质称为右旋物质；使振动面逆时针旋转物质称为左旋物质。
偏振光在国防、科研和生产中有着广泛应用：海防前线用于了望偏光望远镜，立体电影中偏光眼镜，分析化学和工业中用偏振计和量糖计都与偏振光关于。激光光源是最强偏振光源，高能物理中同步加速器是最佳X射线偏振源。随着新概念奔腾发展，偏振光成为研究光学晶体、表面物理重要手段
如图1所示，线偏振光通过某些物质溶液（如蔗糖溶液等）时，偏振光振动面将旋转一定角度，这种现象称为旋光现象，旋转角度ψ称为旋光度。
实验证明，线偏振光通过旋光性溶液后，其旋光度与溶液化学浓度c成正比，也与光所通过液体层厚度L成正比，即

ψ=αcL （1）

式中ψ单位是°（度），c单位是g/cm^3，L单位是dm（10cm），α表征了物质旋光性质，称为旋光率，它在数值上等于线偏振光通过厚度为10cm，浓度为1cm^3溶液含1g旋光物质液体层后，其偏振面旋转角度。
实验还表白，同一旋光物质对不同波长光有不同旋光率；在一定温度下，它旋光率与入射光波长λ^2成反比，即随波长λ减小而迅速增大，故普通用钠黄光（λ=5893nm）测定旋光率。
若已知待测旋光性溶液浓度c和液层厚度L，测出相应旋光度ψ后，就可由式（1）求出其旋光率。当液体层厚度L不变时，若依次变化浓度c，测出相应旋光度ψ，然后画出其曲线ψ~c曲线后，可测量光通过浓度待测同种溶液旋光度ψ，由ψ~c曲线查出相应浓度，即待测液体浓度。
某些晶体（如石英晶体）也具备旋光性质，其旋光度ψ=αd，其中d为晶体通光方向厚度，单位为毫米(mm),可见，晶体旋光率数值上等于偏振光通过1mm晶体后偏振面旋转角度。
上述忽视了温度及溶液浓度对旋光率影响，事实上旋光率α与温度及浓度关于，例如在20°时，对钠黄光蔗糖水溶液旋光率为
α20=66.412+0.01267c-0.000376c^2
其中，浓度c=0~50g/dm^3
当温度t偏离20°附近时，在14~30°时，其旋光率随温度变化关系为
Αt=c20[1-0.00037（t-20）]
即在20°附近，温度每升高或减少1°，蔗糖水溶液旋光率减小或增长0.24%。
【实验装置】
旋光仪，溶液，测管。
旋光仪；实验时用光强检测器代替

（1）打开电源，使钠灯预热5分钟
（2）调节光强测量器。
（3）拟定参照点：调检偏器旋钮，使光强度为0，记下检偏器上读数。
（4）液体应装满测试管，若有气泡，气泡应在试管突起处，再将试管插入两偏振片中间，
（5)旋转检偏器使光强再次为0记下读数，即为完毕一次测量，重复五次。
（6）测量液层厚度L不变，但是在不同浓度下溶液旋光度ψ，在坐标纸上作出ψ~c曲线，并由此求出该物质旋光率。
（7）测出待测溶液旋光度ψ，由上述ψ~c曲线拟定待测溶液浓度。
（8）重复多次，取ψ平均值，并求出相对误差
（9）由于旋光率与波长λ，温度t和浓度c关于，因此在测定旋光率时应对上述各量作出阐明。

【数据解决】
起偏器角度270°，t=30°
C2=0.3g/ml ，L1=200mm
无溶液消光角度
有溶液消光角度
旋转角度
248
267
19
280
297
17
300
295
23
280
295
15
290
314
14
Ψ2=17.6°

无溶液消光角度
有溶液消光角度
旋转角度
308
300
8
128
119
9
128
120
8
308
300
8
308
300
8
Ψ1=8.2°
C1=0.2g/ml，L=100mm

C3=待测，L=200mm
无溶液消光角度
有溶液消光角度
旋转角度
134
100
34
308
256
52
128
88
40
128
88
40
306
265
41
Ψ3=41.4°
K=（17.6-8.2）/（0.3-0.2）=94
C2=41.4/（47*2）=0.44g/ml

6.总结

1、测量组数不同步计算出斜率不同，测量成果在组数越大时越精准。
2、旋光仪管中盛装待测液体（含蒸馏水）时，不能有气泡，否则会影响测定成果精确性。
3、旋光度和温度关于。对大多数物质，用λ=589.3nm（钠光）测定，当温度升高1℃时，旋光度约减少0.3%。故最佳能在恒温条件下进行。
4、旋光度大小与分子构造、测定期溶液浓度、盛夜管长度、测定期温度、溶剂种类、光波波长等因素关于

参照文献:
[1] 程守株.普通物理[M].北京：高等教诲出版社,:272-274.
[2]章博.基于旋光效应糖浓度检测[D].研究生论文,黑龙江大学,.
[3]杨伟红,宋锦春.基于旋光效应油雾浓度检测研究[J].光电工,201
1,38(3):52-53
[4]章春香.磁光材料典型效应及其应用[J].光学工程，,39（3）:8.
[5] 董宇.基于磁致旋光效应光电装备隐身技术[J].光学仪器,,
34(6):81-82.

学生学习心得
在这次课程设计过程中，通过亲自动手测量蔗糖溶液浓度和旋光度关系，加深了我对旋光度应用理解。在调试仪器，分析误差时，更是体会到了实验时有些无关影响对实验数据影响会很大。
从实验前得预习，到实验过程中摸索，再到实验后探讨问题，收获知识比单单在课本上读到得更加印象深刻，更加有感性结识。
通过实验提高了咱们自身综合素质和实验能力，为咱们后来工作和生活打下了坚实基本。
学生（签名）：
7月4日
诚信承诺
本人郑重声明所呈交课程报告是本人在指引教师指引下进行研究工作及获得研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注地方外，论文中不包括其她人已经刊登或撰写过研究成果。与我一同工作同窗对本文研究所做贡献均已在报告中作了明确阐明并表达谢意。
学生（签名）：
任课
教师
评语

成绩评估：
任课教师（签名）：
年 月 日