旋光儀工作原理與使用

一、旋光儀工作原理

圖一　　1.光源 2.毛玻璃 3.聚光鏡 4.濾色鏡 5.起偏鏡 6.半波片 7.試管 8.檢偏鏡

9.物、目鏡組 10.調焦手輪 11.讀數放大鏡 12.度盤(pán)及游標 13.度盤(pán)轉動(dòng)手輪

從光源（1）射出的光線(xiàn)，通過(guò)聚光鏡（3）、濾色鏡（4）經(jīng)起偏鏡（5）成為平面偏振光，在半波片（6）處產(chǎn)生三分視場(chǎng)。通過(guò)檢偏鏡（8）及物、目鏡組（9）可以觀(guān)察到如圖二所示的三種情況。轉動(dòng)檢偏鏡，只有在零度時(shí)（旋光儀出廠(chǎng)前調整好）視場(chǎng)中三部分亮度一致（如圖二b）。

圖二　　a.大于（或小于）零度的視場(chǎng)        b.零度視場(chǎng)         c.小于（或大于）零度視場(chǎng)

當放進(jìn)存有被測溶液的試管后，由于溶液具有旋光性，使平面偏振光旋轉了一個(gè)角度，零度視場(chǎng)便發(fā)生了變化（如圖二a或c）。轉動(dòng)檢偏鏡一定角度，能再次出現亮度一致的視場(chǎng)。這個(gè)轉角就是溶液的旋光度，它的數值可通過(guò)放大鏡（10）從度盤(pán)（11）上讀出。

測得溶液的旋光度后，就可以求出物質(zhì)的比旋度。根據比旋度的大小，就能確定該物質(zhì)的純度和含量了。

圖三

為便于操作，旋光儀的光學(xué)系統以?xún)A斜20°安裝在基座上。光源采用20瓦鈉光燈（波長(cháng)λ=5893A°）。鈉光燈的限流器安裝在基座底部，毋需外接限流器。旋光儀的偏振器均為聚乙烯醇人造偏振片。三分視界是采用勞倫特石英板裝置（半波片）。轉動(dòng)起偏鏡可調整三分視場(chǎng)的影蔭角（旋光儀出廠(chǎng)時(shí)調整在3°左右）。旋光儀采用雙游標讀數，以消除度盤(pán)偏心差。度盤(pán)分360格，每格1°，游標分20格，等于度盤(pán)19格，用游標直接讀數到0.05°（如圖四）。度盤(pán)和檢偏鏡固為一體，借手輪（1）能作粗、細轉動(dòng)。游標窗前方裝有兩塊4倍的放大鏡，供讀數時(shí)用。

圖四

二、旋光儀使用方法：

（1）將旋光儀接于220V交流電源。開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)，約5分鐘后鈉光燈發(fā)光正常，就可開(kāi)始工作。

（2）檢查旋光儀零位是否準確，即在旋光儀未放試管或放進(jìn)充滿(mǎn)蒸餾水的試管時(shí)，觀(guān)察零度時(shí)視場(chǎng)亮度是否一致。如不一致，說(shuō)明有零位誤差，應在測量讀數中減去或加上該偏差值?；蚍潘啥缺P(pán)蓋背面四只螺釘，微微轉動(dòng)度盤(pán)蓋校正之（只能校正0.5°左右的誤差，嚴重的應送制造廠(chǎng)檢修）。

（3）選取長(cháng)度適宜的試管，注滿(mǎn)待測試液，裝上橡皮圈，旋上螺帽，直至不漏水為止。螺帽不宜旋得太緊，否則護片玻璃會(huì )引起應力，影響讀數正確性。然后將試管兩頭殘余溶液揩干，以免影響觀(guān)察清晰度及測定精度。

（4）測定旋光讀數：轉動(dòng)度盤(pán)、檢偏鏡、在視場(chǎng)中覓得亮度一致的位置，再從度盤(pán)上讀數。讀數是正的為右旋物質(zhì)，讀數是負的為左旋物質(zhì)。

（5）采用雙游標讀數法可按下列公式求得結果：

式中：A和B分別為兩游標窗讀數值。如果A=B，而且度盤(pán)轉到任意位置都符合等式，則說(shuō)明旋光儀沒(méi)有偏心差（一般出廠(chǎng)前旋光儀均作過(guò)校正），可以不用對項讀數法。

（6）旋光度和溫度也有關(guān)系。對大多數物質(zhì)，用λ=5893A°（鈉光）測定，當溫度升高1℃時(shí)，旋光度約減少0.3%。對于要求較高的測定工作，能在20℃±2℃的條件下進(jìn)行。

三、旋光儀的維護

（1）旋光儀應放在通風(fēng)干燥和溫度適宜的地方，以免受潮發(fā)霉。

（2）旋光儀連續使用時(shí)間不宜超過(guò)4小時(shí)。如果使用時(shí)間較長(cháng)，中間應關(guān)熄10～15分鐘，待鈉光燈冷卻后再繼續使用，或用電風(fēng)扇吹打，減少燈管受熱程度，以免亮度下降和壽命降低。

（3）試管用后要及時(shí)將溶液倒出，用蒸餾水洗滌干凈，揩干藏好。所有鏡片均不能用手直接揩擦，應用柔軟絨布揩擦。

（4）旋光儀停用時(shí)，應將塑料套套上。裝箱時(shí)，應按固定位置放入箱內并壓緊之。