【實驗目的】
1.觀察光的偏振現象和偏振光通過旋光物質的旋光現象。
2.了解旋光儀的結構原理，學會測定旋光性溶液的旋光率和濃度的方法。
【實驗器材】
WXG-4型目視旋光儀，標準溶液，待測糖溶液，溫度計。
【預習要求】
1.什麼是光的偏振現象和物質的旋光現象？
2.旋光儀測量物質旋光性的原理是什麼？
3.如何正確使用WXG-4型目視旋光儀？
【儀器描述】
用WXG-4型旋光儀來測量旋光性溶液的旋光角。為了準確地測定旋光角α，儀器的讀數裝置采用雙遊標讀數，以消除度盤的偏心差。度盤等分為360格，分度值α=1°，角遊標的分度數n=20，因此角遊標的分度值i=αn=0.05°，與20分遊標卡尺的讀數方法相似。度盤和檢偏鏡聯結成一體，利用度盤轉動手輪做粗（小輪）、細（大輪）調節。遊標窗前裝有供讀遊標用的放大鏡。
旋光儀的光學係統
1.光源2.毛玻璃3.會聚光鏡4.濾色鏡5.起偏鏡6.石英片7.測試管端螺帽8.測試管9.測試管凸起部分10.檢偏鏡11.物鏡12.度盤與遊標13.度盤轉動細調手輪14.度盤轉動粗調手輪15.鏡筒調焦手輪16.目鏡17.遊標讀數放大鏡
物質旋光性測量的原理。首先將起偏鏡P1與檢偏鏡P2的偏振化方向調到正交，觀察到視場最暗。
然後裝上待測旋光溶液的試管，因旋光溶液的振動麵的旋轉，視場變亮，為此調節檢偏鏡P2，再次使視場調至最暗，這時檢偏鏡P2所轉過的角度，即為待測溶液的旋光度。
由於人眼很難準確地判斷視場是否全暗，會引起測量誤差。為此該旋光儀采用三分視場的方法來測量旋光溶液的旋光度。從旋光儀目鏡中觀察到的視場分為三個部分，一般情況下，中間部分和兩邊部分的亮度不同。當轉動檢偏鏡時，中間部分和兩邊部分將出現明暗交替變化。列出四種典型變化情況。由於在亮度不太強的情況下，人眼辨別亮度微小差別的能力較大，所以常取的視場為參考視場，並將此時檢偏鏡的位置作為刻度盤的零點，故稱該視場為零度視場。
當裝有待測旋光液的測試管放入旋光儀後，由於溶液的旋光性，使線偏振光的振動麵旋轉了一定角度，零度視場發生了變化。隻有將檢偏鏡轉過相同的角度，才能再次看到所示的視場，這個角度就是旋光度，它的數值可以由刻度盤和遊標上讀出。
為了操作方便，整個儀器的光學係統以50°傾角安裝在基座上。光源用50.W鈉光燈，波長為589.3.nm。檢偏鏡與刻度盤連接在一起，利用手輪可做精細轉動。
【實驗原理】
1.偏振現象光是電磁波，它的電場和磁場矢量互相垂直，且又垂直於光的傳播方向。通常用電矢量代表光矢量，並將光矢量與光的傳播方向所構成的平麵稱為振動麵。在與傳播方向垂直的平麵內，光矢量可能有各種各樣的振動狀態，稱為光的偏振態。若光的矢量方向是任意的，且各方向上光矢量大小的時間平均值是相等的，這種光稱為自然光；若光矢量可以是任何方向，但不同的方向其振幅不同，某一方向振動的振幅最強，而與該方向垂直的方向振動最弱，則稱為部分偏振光；若光矢量的方向始終不變，隻是它的振幅隨位相改變，光矢量的末端軌跡是一條直線，則稱為線偏振光。
將自然光變成偏振光的過程稱為起偏，起偏的裝置稱為起偏器。常用的起偏器有人工製造的偏振片、晶體起偏器，及其利用反射或多次透射（光的入射角為布儒斯特角）而獲得偏振光。自然光通過偏振片後，所形成偏振光的光矢量方向與偏振片的偏振化方向（或稱透光軸）一致。
鑒別光的偏振狀態的過程稱為檢偏，檢偏的裝置稱為檢偏器。實際上起偏器也就是檢偏器，兩者是通用的。自然光通過作為起偏器的偏振片以後，變成光強為I0的偏振光，這個偏振光的光矢量與偏振片的偏振化方向同方位，而與作為檢偏器的偏振片的偏振化方向的夾角為θ。根據馬呂斯定律，I0通過檢偏器後，透射光強為
I=I0cos2θ（2.8-1）
透射光仍為偏振光，其光矢量與檢偏器偏振化方向同方位。顯然，當以光線傳播方向為軸來轉動檢偏器時，透射光強I將發生周期性變化。當θ=0°時，透射光通量最大；當θ=90°時，透射光通量為極小值（消光狀態），接近全暗；當0°