11541516190實(shí)驗(yàn)25旋光儀指導(dǎo)書

《旋光儀測(cè)旋光液體的濃度》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)儀器WXG-4圓盤旋光儀、葡萄糖溶液樣品試管2．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)要求1）光路圖和三分視場(chǎng)形成原理圖：圖1 光路圖圖2 三分視場(chǎng)形成原理圖2）旋光儀的使用方法：讀數(shù)方法（注意量程和精度），三分場(chǎng)均勻暗的調(diào)節(jié)方法，試管的取放方法。3）數(shù)據(jù)處理方法：用最小二乘法處理數(shù)據(jù)，算出旋光率及其不確定度。再用得到的旋光率和測(cè)出的未知濃度液體的旋光度算出未知濃度的值及其不確定度。重點(diǎn)與難點(diǎn)1）理解并應(yīng)用偏振光和旋光現(xiàn)象，學(xué)會(huì)用正交分解的方法分析光通過(guò)起偏鏡和檢偏鏡的光強(qiáng)變化。2）要克服像差的影響；盡量用目鏡旁邊的放大鏡來(lái)讀數(shù)，免得讀不準(zhǔn)確。3）最小二乘法的應(yīng)用及未知濃度的不確定度計(jì)算。4．難點(diǎn)指導(dǎo)1）當(dāng)光的振動(dòng)方向與偏振化方向相同時(shí)，光全部通過(guò)，光強(qiáng)不變；當(dāng)光的振動(dòng)方向與偏振化方向垂直時(shí)，光全部不通過(guò)，光不能通過(guò)，光強(qiáng)為零。要注意，三分場(chǎng)均勻亮不是全亮，三分場(chǎng)均勻暗不是全暗。2）當(dāng)相差比較嚴(yán)重時(shí)，先要找到一個(gè)三分場(chǎng)均暗效果比較好的位置讀數(shù)，之后每次讀數(shù)的位置要相差不多，這樣才不至于造成太大的誤差。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1）試管的長(zhǎng)度；2）溶液的濃度(單位：g/ml)：C1=0.100；C2=0.200；C3=0.300；C4=0.400；C5=0.5003）數(shù)據(jù)記錄表格：表1 不同濃度的度盤讀數(shù)的相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)（單位為：°）調(diào)零C1C2C3C4C5CxABθ0ABθ1ABθ2ABθ3ABθ4ABθ5ABθxΔm＝0.05°表2濃度與旋光度的對(duì)應(yīng)值C（g/ml）（°）4）用最小二乘法處理數(shù)據(jù)最小二乘法參看課本２５－２７頁(yè)，以下是示例僅供參考：（1）求證線性性：本實(shí)驗(yàn)＝y(tǒng),C=x；根據(jù)最小二乘法，判定數(shù)據(jù)x、y是否線性，首先需計(jì)算相關(guān)系數(shù)r，當(dāng)r＞r0時(shí)（P27給出相關(guān)系數(shù)起碼值r0），則x、y線性。該數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)r為：

2222yyxxyxxyr而當(dāng)n=5、r0=0.959，比較可知r＞r0，x和y具有線性關(guān)系。（2）求斜率k及其不確定度Uk根據(jù)最小二乘法，對(duì)于，其解為： 用flash軟件計(jì)算得出：k=＝ ；（3）旋光率的最佳值及不確定度

；（4）求未知濃度及不確定度∵；；∴；同理；根據(jù)多次直接測(cè)量量的不確定度的計(jì)算公式求：同理可求得：并根據(jù)公式：求，再依次求出，注意：未知濃度的不確定度是由旋光率α的不確定度和旋光度的不確定度傳遞過(guò)來(lái)的。補(bǔ)充的思考題1）檢偏鏡和起偏鏡有何異同？2）如果三分場(chǎng)中間部分的偏振光的振動(dòng)方向和兩邊的振動(dòng)方向互相垂直，結(jié)果會(huì)怎樣？我們應(yīng)該如何避免？3）如果用長(zhǎng)一些的試管來(lái)裝溶液，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么樣的影響？實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫綱要（參看課本33-35頁(yè)的范例）1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）實(shí)驗(yàn)原理及方法重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)原理的描述、公式的推導(dǎo)及原理圖。同時(shí)簡(jiǎn)單交代涉及到的實(shí)驗(yàn)儀器、簡(jiǎn)要的步驟及注意事項(xiàng)等。3）數(shù)據(jù)處理要求用最小二乘法計(jì)算k及uk注意：計(jì)算S和平均值時(shí)不需寫過(guò)程，但計(jì)算α、Cx等時(shí)應(yīng)把過(guò)程寫出來(lái)。4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）經(jīng)驗(yàn)證葡萄糖溶液的旋光度和濃度成線性關(guān)系（由相關(guān)系數(shù)r值即可判別，不需作圖）（2）葡萄糖溶液的旋光率及其不確定度：（P=68.3%）