11541516190實驗25旋光儀指導(dǎo)書

《旋光儀測旋光液體的濃度》實驗指導(dǎo)書實驗儀器WXG-4圓盤旋光儀、葡萄糖溶液樣品試管2．實驗內(nèi)容和教學(xué)要求1）光路圖和三分視場形成原理圖：圖1 光路圖圖2 三分視場形成原理圖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。重點與難點1）理解并應(yīng)用偏振光和旋光現(xiàn)象，學(xué)會用正交分解的方法分析光通過起偏鏡和檢偏鏡的光強變化。2）要克服像差的影響；盡量用目鏡旁邊的放大鏡來讀數(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算。4．難點指導(dǎo)1）當(dāng)光的振動方向與偏振化方向相同時，光全部通過，光強不變；當(dāng)光的振動方向與偏振化方向垂直時，光全部不通過，光不能通過，光強為零。要注意，三分場均勻亮不是全亮，三分場均勻暗不是全暗。2）當(dāng)相差比較嚴重時，先要找到一個三分場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)的實驗數(shù)據(jù)1）試管的長度；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)測量數(shù)據(jù)（單位為：°）調(diào)零C1C2C3C4C5CxABθ0ABθ1ABθ2ABθ3ABθ4ABθ5ABθxΔm＝0.05°表2濃度與旋光度的對應(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，以下是示例僅供參考：（1）求證線性性：本實驗＝y(tǒng),C=x；根據(jù)最小二乘法，判定數(shù)據(jù)x、y是否線性，首先需計算相關(guān)系數(shù)r，當(dāng)r＞r0時（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，對于，其解為： 用flash軟件計算得出：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)多次直接測量量的不確定度的計算公式求：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來的。補充的思考題1）檢偏鏡和起偏鏡有何異同？2）如果三分場中間部分的偏振光的振動方向和兩邊的振動方向互相垂直，結(jié)果會怎樣？我們應(yīng)該如何避免？3）如果用長一些的試管來裝溶液，對實驗結(jié)果會有什么樣的影響？實驗報告書寫綱要（參看課本33-35頁的范例）1）實驗?zāi)康?）實驗原理及方法重點是實驗原理的描述、公式的推導(dǎo)及原理圖。同時簡單交代涉及到的實驗儀器、簡要的步驟及注意事項等。3）數(shù)據(jù)處理要求用最小二乘法計算k及uk注意：計算S和平均值時不需寫過程，但計算α、Cx等時應(yīng)把過程寫出來。4）實驗結(jié)果（1）經(jīng)驗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%）