[Fudan Physics Teaching Lab] |
您所在的位置：网站首页 › 旋光度的定义 › [Fudan Physics Teaching Lab] |
|
补充实验4 光的偏振性及溶液旋光性 （本实验为选做）
老师，您好，我觉得实验补充教材上32页实验原理三的最后一段“面对光射来的方向”一句不对，应该改为“沿着光传播的方向”，否则与其它书上的左旋右旋规定以及该书34页表格中的数据恰好相反。 另外实验告示牌上“在验证马吕斯定律时，检偏器转动角度测量以消光位置为参考点，但在数据处理时，要注意（角度）换算”，我认为这是对的，但这又与实验补充教材上的步骤相斥，而且告示牌上建议的表格也要修改，所以我觉得这些地方应及时修正或明确说明，避免引起实验者数据处理时才发现错误，难以改正。 实验室和教师介绍 实验室地址：光华楼西辅楼0805A室 教师：童培雄等 实验目的、意义光是一种电磁波，其电、磁矢量的振动方向垂直于传播方向，是横波。偏振特性是光的重要性质之一，在生活、生产和科研实践中有许多重要应用。 线偏振光在某些媒介中传播时，其偏振面会发生连续偏转的现象称为旋光。 本实验希望学生能掌握判断光束偏振状态和改变光束的偏振状态的方法、利用旋光性测量糖溶液的溶度，了解不同的传输过程对光的偏振状态的改变和光的偏振性、旋光在实际中的应用实例。 实验原理具体内容请参看补充讲义。 具有旋光性的溶液对一偏振光束的旋光度正比于该溶液的浓度，在旋光率已知时，可以通过测量旋光度求出溶液的浓度。 实验内容和要求 掌握光功率计的使用方法； 用实验判断实验中所用的光源的偏振状态； 验证马吕斯定律； 用提供的元、配件组装一台旋光仪； 掌握一些简单的光路调节方法； 利用已知溶度的糖溶液，测量未知糖溶液的溶度； 了解医用旋光仪的结构原理，掌握其使用方法； 熟悉溶液的配置方法。 实验室可提供的主要器材 FD-PE-B型偏振光旋光实验仪—-复旦天欣仪器厂； 游标卡尺； 小手电筒； 仪器图片预习思考题（斜体为补充思考题） 光波和声波有哪些不同？ 什么是偏振？怎么产生偏振光？什么是马吕斯定律？ 反射、透射、散射等过程如何改变光束的偏振特性？ 什么是布儒斯特角？ 请例举两个以上光的偏振性的实际应用的例子。 激光是如何产生的？和普通光源相比，激光有哪些特点？半导体激光器的输出光具有怎样的偏振特性？输出光的波长是多少？ 现在一共有哪些类别的激光器？它们各自是如何产生激光的？输出光有什么样的偏振特性？ 了解一下激光发明的历史和目前激光有哪些应用。 什么是光电探测器？对某一光电探测器，其响应特性和哪些因素有关？ 何为物质的旋光性？什么样的物质具有旋光性？什么是左旋物质？什么是右旋物质？如何判断？ 旋光率与旋光度的概念？旋光度和哪些因素有关？ 本实验测量溶液旋光率的方法？ 如何配置不同浓度的溶液？ 如何测量溶液的旋光度？ 实验步骤和提示 具体的实验步骤请参看《补充讲义》中“补充试验6”的有关内容。 光电流计调零； 确定光源的偏振状态； 验证马吕斯定律； 偏振光旋光仪的组装与调节； 观察光的偏振现象，研究葡萄糖溶液的旋光性； 测量浓度不同的葡萄糖溶液的旋光度及葡萄糖的旋光率； 测量未知溶液的浓度 资料下载光的偏振性和溶液旋光性告示牌(第5版) 思考题 光强探测器的调零只对所选的档位有效，即如果在μW档调零以后，相同条件下mW档的读数并不为零，反之亦然，实验测量中哪部分内容需要严格调零？须在哪个档位调零？ 偏振片为什么能改变光束的偏振状态？ 验证马吕斯定律时怎么进行数据处理最直观？ 光路调节时，如果需要调解的元器件较多，该以什么样的顺序调节各个元器件？ 判断蔗糖溶液的旋光性是“左旋”还是“右旋”时，要注意什么？请认真阅读定义，否则很容易出错。 实验报告要求 实验前：认真预习，写出预习报告。应包括以下内容：实验目的、原理、简要说明内容和步骤，并画出数据记录表格； 实验中：记录必要的实验条件，简要描述观察到的主要实验现象，认真记录实验数据；及时记录实验中出现的问题和自己的想法等；完成测量后记录实验仪器的规格和型号。 实验后：解释实验现象、分析实验数据、得出实验结论，针对实验中出现的问题和想法给予分析讨论；欢迎针对实验教材、实验内容本身或教师的带教方式提出各种意见或建议等。 在规定时间内将报告交至指定信箱。 参考书、参考文献 章志鸣，沈元华，陈惠芬.光学(第二版)[M]第二章和第七章.北京:高等教育出版社，2000年6月. 沈元华，陆申龙.基础物理实验[M].北京:高等教育出版社，2003. 实验中心补充实验讲义。 马根源等.物理学(下册)[M].天津：南开大学出版社，1993（2002年第四次印刷）.406∼448 对实验内容和讲义、网页以及对各位指导老师带教方式的意见、建议 非常欢迎您留下宝贵的意见、建议，我们会万分感谢！ — 乐永康 2007/07/20 23:18 欢迎各位同学在此提问，各位指导教师将尽早给于答复。 — 乐永康 2007/07/20 23:17 请同学提问时按时间顺序提问，不要插在中间位置。这样会搞混乱，且不易被发现。也不要写在最前面。提问后签名（按上面倒数第二个签名钮自动生成） — 童培雄 2011/10/18 17:17>讲义上的选做内容与实际不符，希望老师能做一定修改。谢谢。 ——08301030052 讲义上的选做内容与实际应该相符,就是有的内容要做,有的不要做(或要求不一样). 因为每学期内容视具体情况略有修改,所以讲义或书上内容供预习时用.到实验室以告示牌为准,也可在预习时参考告示牌(网上有). 做这个实验让我了解了维吾尔医学。因为看见山道年，然后就上网查山道年是什么，然后就不知不觉逛到讲维吾尔医学的网页上去了。——张赢 2011.6.9 同一种溶质在不同溶剂中会有不同比旋光率吗？ 溶剂对比旋光度也有影响。 请问什么是螺距误差？ 在利用螺杆实现移动、定位的测量仪器中，由于相互啮合的螺纹之间不是十分紧密，存在一定的缝隙，在螺杆分别向前和向后运动（或向上和向下）移动测量的参考点（如读数显微镜中的十字准线）时，所得到的读数是不同的，这就是螺距误差。现实生活中的实例是：在用调节螺杆改变（拧螺母用的）扳手张口的大小时，可以非常清楚地感觉到螺距误差的存在。 选做实验部分可以验证得出溶液的旋光率约与波长的平方成反比，请问溶液旋光率跟温度的关系是怎样的呢？ 糖溶液旋光率跟温度的近似关系：a(t)=a[(1-0.00037)(t-20)] ， 式中a是20摄氏度时糖溶液的旋光率。 请问为什么说确定旋光物质是左旋还是右旋非常容易出错呢？正确的方法应该是怎样？为什么实验中老师没有要求我们判断左旋还是右旋？谢谢 讲义上有介绍正确的方法.这个不是老师有没有要求,而是学生本人在实验中应该会判断. 请问本实验中使用的激光波长为多少？配制溶液部分是选作内容吗？ ——08301030052 做完实验会告诉你激光波长是多少(实验室黑板上有),一般半导体激光器波长为652nm,溶液已经配好.在本实验中不要求自己配制溶液. 请问老师：实验中I与a、θ与c均要作图，均只测一组数据，该如何求出各自的不确定度呢？ 作图，不要求计算不确定度 问老师，我再验证马吕斯定律试验中，虽然i与cosa 呈线性关系，但是斜率不为2，大概1.75左右，误差有12.5%，请问是什么原因造成呢？光强太小？为什么？数据的处理，我用了excel,省略了最小二乘法等数据的运算过程，这样子可以吗？请问考试的时候会考我们是否熟记最小二乘法、相关系数、标准误差这些求法吗？— zyf 2011.9.24 13:19 斜率不为2，误差有12.5%，实验与作图都有可能。关于熟记最小二乘法，考试的时候会有要求，考试前（答疑时）询问老师。 — 童培雄 2011/10/18 17:29 请问老师，我在验证马吕斯定律实验中，处理数据时发现光强 I 不与 cosa^2 成线性关系，而是与 cosa 成线性关系，这可能是什么原因造成的？需要再做一次实验吗？ 先确定是否由数据处理过程造成的，然后再决定是否要重做实验 — 童培雄 2011/10/18 老师您好。在实验中每个样品管中都有气泡，请问封装时为什么没有去除，气泡不会造成实验误差吗？ 对不起，提问时麻烦请签名（按上面签名钮自动生成）。样品管中有气泡是由以下二种情况造成的，一种是封装时混入空气，另一种是使用时漏气。第一种情况不会发生。因为封装时很严格，玻璃管内不能有气体，否则重新封装。通常是由第二种情况造成的。使用时间越长，管子漏气会越多。所以每个玻璃管有很粗的一段（玻璃泡）。测量时，如果管子内有少量气体时，把气体“赶”入玻璃泡内。如果气体较多时，不能测量，需重新封装。 — 童培雄 2012/03/14 08:29 老师您好！我在记录不同浓度的蔗糖溶液的旋光度时，数据选取时没有选择靠近的记录，而是有的数据多了180度 。因为振动在一个平面上，所以有的数据会相比其他的多了180度。我想知道这样的数据是正确的吗，还是必须各组数据之间相差不大？能不能把有些测得的多了180度的数据最后作图时直接减去180度来用呢？ — tianxuechen 2012/03/17 21:08 可以减去180度。 — 童培雄 2012/03/18 15:21 老师，您好。 对于上一位同学提出的第一个问题，我有不同意见。根据我自己测出的数据和查阅的参考书都表示，在面对光射来的方向，如果透振方向顺时针旋转则是右旋物质，如果透振方向逆时针旋转则是左旋物质。 在验证马吕斯定律的实验中，我也同样觉得先测出光强最小的位置的光强再依次递加15度更合理，因为要精确测出最大光强所对应的角度并不容易，而测出最小光强所对应的角度则是要容易得多。我建议可以在实验讲义上更改一下。— 吴蒙 2012/04/02 16:17 我认为：上一位同学提出的第一个问题与你回答问题内容不同，关于测出光强最小的位置好，还是光强最大的位置好。各有优缺点。光强最大的位置的测量方法有可能使传感器饱和，光强最小的位置的测量方法有可能误差较大。如果有兴趣，两个都可试一试。 — 童培雄 2012/04/05 09:05 老师，您好。请问实验室有提供1/4波片么？另外，圆偏振光和自然光的区别在哪里？还有一个问题，为什么测出光强最小的位置会有可能使误差较大？我认为测最大位置使传感器饱和的话形成的误差更大一些。 — 李力 2012/04/19 23:19 没有提供1/4波片。有关1/4波片，圆偏振光不要求。有兴趣同学可去看相关的参考书。只要掌握偏振光和自然光的区别。因为光强最小的位置时有效数字没有光强最大的位置多，一点点差别到后面会引起较大误差。但最大位置时，只要传感器不饱和，误差还是可以的 — 童培雄 2012/04/20 10:15提问后请署名，按以上倒数第二个按钮后，姓名与时间自动生成 |
| CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3 |