旋光儀的原理和結(jié)構(gòu)
1.旋光現(xiàn)象和旋光度
一般光源發(fā)出的光，其光波在垂直于傳播方向的一切方向上振動(dòng)，這種光稱(chēng)為自然光，或稱(chēng)非偏振光。而只在一個(gè)方向上有振動(dòng)的光稱(chēng)為平面偏振光。當(dāng)一束平面偏振光通過(guò)某些物質(zhì)時(shí)，其振動(dòng)方向會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)光的振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)一定的角度，這種現(xiàn)象稱(chēng)為物質(zhì)的旋光現(xiàn)象，這種物質(zhì)稱(chēng)為旋光物質(zhì)。旋光物質(zhì)使偏振光振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)的角度稱(chēng)為旋光度。尼柯?tīng)?Nicol)棱鏡就是利用旋光物質(zhì)的旋光性而設(shè)計(jì)的。
2.旋光儀的構(gòu)造原理和結(jié)構(gòu)
旋光儀的主要元件是兩塊尼柯?tīng)柪忡R。尼柯?tīng)柪忡R是由兩塊方解石直角棱鏡沿斜面用加拿大樹(shù)脂粘合而成.當(dāng)一束單色光照射到尼柯?tīng)柪忡R時(shí)，分解為兩束相互垂直的平面偏振光，一束折射率為1.658的尋常光，一束折射率為1.486的非尋常光，這兩束光線(xiàn)到達(dá)加拿大樹(shù)脂粘合面時(shí)，折射率大的尋常光(加拿大樹(shù)脂的折射率為1.550)被全反射到底面上的墨色涂層被吸收，而折射率小的非尋常光則通過(guò)棱鏡，這樣就獲得了一束單一的平面偏振光。用于產(chǎn)生平面偏振光的棱鏡稱(chēng)為起偏鏡，如讓起偏鏡產(chǎn)生的偏振光照射到另一個(gè)透射面與起偏鏡透射面平行的尼柯?tīng)柪忡R，則這束平面偏振光也能通過(guò)第二個(gè)棱鏡，如果第二個(gè)棱鏡的透射面與起偏鏡的透射面垂直，則由起偏鏡出來(lái)的偏振光不能通過(guò)第二個(gè)棱鏡。如果第二個(gè)棱鏡的透射面與起偏鏡的透射面之間的夾角α在0°～90°之間，則光線(xiàn)部分通過(guò)第二個(gè)棱鏡，此第二個(gè)棱鏡稱(chēng)為檢偏鏡。通過(guò)調(diào)節(jié)檢偏鏡，能使透過(guò)的光線(xiàn)強(qiáng)度在和零之間變化。如果在起偏鏡與檢偏鏡之間放有旋光性物質(zhì)，則由于物質(zhì)的旋光作用，使來(lái)自起偏鏡的光的偏振面改變了某一角度，只有檢偏鏡也旋轉(zhuǎn)同樣的角度，才能補(bǔ)償旋光線(xiàn)改變的角度，使透過(guò)的光的強(qiáng)度與原來(lái)相同。旋光儀就是根據(jù)這種原理設(shè)計(jì)的。
