糖的科学与艺术之旅——“光的色散与物质的旋光性”科普实验

构建了一个自制的简易糖-光实验平台,通过对检偏偏振片进行特殊设计,可以获得剪纸艺术作品以及变色七巧虹板。此外,将中间的糖溶液改为糖积木,还可以得到霓色积木。这一方法装置简便、操作简易、原理明了,充分满足了科普活动对操作安全性、灵活性以及展示趣味性和生动性的要求。在颜色的变幻之中,让学生亲自动手探究光与旋光性分子相互作用的奥秘,从而理解物理化学之美。

旋光法快速测定乳糖含量的研究

目的:建立一种快速测定乳糖(C_(12)H_(22)O_(11))含量的方法。方法:采用乳糖精制品测得纯品乳糖的比旋度值[α]^(20)_(D),计算得到校正系数,将测得样品的旋光度值,乘以校正系数得到供试品中乳糖的质量(g),即可计算得到乳糖的含量。并对新建立的旋光法与法定检验方法(HPLC-RID法)测定乳糖含量的等效性进行了研究。结果:所建立的方法在0.05~0.20 g·mL^(-1)范围内与旋光度呈良好的线性关系(r=1.0000)、重现性[RSD=0.07%(n=6)]。旋光度法测得的141批乳糖含量与法检结果比较,同批样品间相对偏差均不大于1.0%。单因素方差分析检验结果也显示,两组数据无显著性差异(Sig.>0.05)。结论:本法与《中国药典》2020年版四部中HPLC-RID法性能相当,同时,可降低测试成本,缩短测试时间,满足质量控制需求。

旋光物质旋光方向的确定及旋光度测算

通过几何学的方法,就如何校正旋光仪的零点、确定旋光方向、测定旋光度以及计算比旋光度进行了探讨。首先根据三分视场的明暗变化确定平面偏振光的零点位置,结合旋光仪刻度盘的读数求算出旋光仪的零点校正值。根据平面偏振光的旋光方向与旋光仪的刻度盘旋转方向之间的几何关系,判断旋光仪的刻度盘旋转方向是否与平面偏振光的旋光方向一致,据此判断蔗糖及其水解产物的旋光方向,再根据旋光仪刻度盘旋转的角度求算出平面偏振光旋转的角度,进而求算出相应的比旋光度。结果表明,根据平面偏振光的旋光方向与旋光仪的刻度盘旋转方向之间的几何关系,可以正确确定旋光物质的旋光方向和求算其旋光度。

旋光仪及旋光糖量计计量比对研究

旋光仪及旋光糖量计在制糖、制药、食品等领域的应用广泛,尤其在制糖行业,是检测糖品蔗糖分指标极为重要的分析设备。为验证旋光仪及旋光糖量计测量量值的一致性,考察相关计量技术机构的量值传递能力,组织开展了旋光仪及旋光糖量计计量比对活动,共10家实验室参加。采用中位值法确定比对参考值,比对结果用Z比分数进行评价。针对比对过程中发现的问题进行了分析,总结了影响测量量值一致性的因素,为相关计量技术机构完善旋光仪及旋光糖量计计量标准提供参考。

磁致旋光效应实验的改进

针对目前高校开设的磁致旋光效应实验中存在的不足,将相关实验公式进一步推导,得到同种旋光玻璃的费尔德常数和入射光波波长的数学关系,并将其扩充到实验中,使得该实验项目在内容设计上更加饱满、严谨和完善。

多彩的糖——旋光追踪蔗糖水解反应

蔗糖溶液原本是无色透明的溶液,在偏振片的帮助下,可以使蔗糖溶液呈现出多彩的颜色。本文利用偏振片这一特性,观测在不同浓度下蔗糖溶液分光能力的差异,追踪蔗糖溶液在酸性条件下的水解过程,并介绍了实验现象背后的科学道理。

磁致旋光效应测量透明液体浓度的装置设计

利用磁致旋光效应设计了一种透明液体浓度的测量装置。该装置引入可精准旋转检偏器,在消光位置附近测量透射光强,通过数据拟合精确确定消光位置,从而提高了测量分辨率。通过测量不同质量分数的NaCl溶液浓度,分辨率在1.08%以内;同时,引入反射腔实现了低磁场强度下NaCl溶液的测定浓度,分辨率可提高到0.28%。该装置融合光学、电磁学等知识,能够应用于大学生物理实验教学。

精确测量石英晶体旋光率的光谱分析法

提出一种精确测量石英晶体旋光率的光谱分析法。利用光学矩阵方法对测量原理进行了分析,指出通过测量由两个平行放置的偏光镜和石英晶体所组成系统的透射曲线就可以精确计算出石英晶体的旋光率;并利用分光光度计设计实验,验证了该方法的正确性。对实验数据进行了处理,拟合出了旋光色散方程,对比Lowry的公式,所得出的公式在可见光范围内的更为精准。对实验数据进行了误差分析,结果表明:选取厚的石英晶体,长的测量波段、低的扫描速度、小的狭缝宽度都有利于提高测量精度。

混合旋光物的旋光光谱分析初探

在大量实验的基础上,提出了一种用旋光光谱对混合旋光物质成份进行分析测定的方法.

旋光晶体的寻常折射率与左旋光和右旋光折射率的关系

由光的波动方程证明,若介质为旋光物质,则其极化率张量χ一定有非对角对称的共轭虚元素,并导出了旋光晶体的寻常折射率no与左旋光折射率nL和右旋光折射率nR之间的关系.将理论分析结果与实验数据相对照,结果完全吻合.

旋光性透明液体浓度测量研究

旋光法作为一种简单并且快速的测量具有旋光性的透明液体浓度的方法,其仪器简单,操作方便,计算准确且实验成本较低,是一种理想的测量方法。以具有旋光性的葡萄糖溶液为例,设计了低成本不透光管来规避环境光对测量结果的影响,并针对葡萄糖溶液的特性及不同种类葡萄糖溶液的旋光率不同等问题进行研究,最终实现了葡萄糖溶液浓度的测量。此外,本文还提出了一种测量具有旋光性的透明液体浓度的通用方法。

耦合超构材料中共振杂化、旋光与传感特性分析

超构材料涉及微纳米加工、光子学、电磁学、光学等众多学科,主要由尺寸小于激发波长的磁共振结构组成,被广泛应用于隐形、负折射、人造黑洞、大容量光存储、电磁波波束聚焦、高定向天线发射等环节,具有较强的使用价值。为尽量发挥由于耦合作用影响下超构材料的使用优势,主要对耦合超构材料中出现的共振杂化、旋光及与传感特性开展深入分析,以探究超构材料在不同领域的有效应用,充分挖掘其应用潜能,进一步推动相关领域的创新发展。

基于钼酸铅晶体电致旋光效应的光学电压传感器

研究了基于晶体电致旋光效应的光学电压传感器,电压传感元件采用了国产钼酸铅(PbMoO4)晶体。光学电压传感头仅由两块棱镜偏振器和一块钼酸铅晶体组成。实验结果表明此电压传感器具有较大的线性测量范围,例如对50-5000V工频电压测量的非线性误差低于0.2%;当测量100kHz的高频电压并利用锁相放大器检测传感信号时,最小可测量电压幅值为0.5V。此外,实验测量了所用钼酸铅晶体在635nm光波长及工频电压作用时的电致旋光系数,其数值为1.03pm/V。

Sr_3NbGa_3Si_2O_(14)压电晶体旋光性质的研究

本文测定了紫外、可见光区新型压电晶体—Sr3NbGa3Si2O14(SNGS)的透过率,并利用一种新方法即通过测量晶体在平行偏振系统中的透过率谱研究了其旋光性,且拟合出旋光色散曲线。此晶体属左旋单轴晶体,旋光非常大,其旋光率ρ在513nm处达到43.69°/mm。

旋光法测定注射用美罗培南的含量

目的 :建立旋光法测定注射用美罗培南含量的方法。方法 :以甲醇为溶剂 ,采用旋光法测定注射用美罗培南的含量。结果 :美罗培南浓度在 2 .5～ 12 .5mg·mL 1 范围内与其旋光度呈良好线性关系 ,r =0 .9999,平均回收率99.2 %,RSD为 0 .7%(n =5 )。结论 :该法简便、快捷、准确 ,适用于注射用美罗培南的含量测定。

计算单轴旋光晶体光学性质的新矩阵:旋光Jones矩阵

根据Fresnel唯象旋光理论和Born旋光理论推导出了一个能快速方便地计算单轴旋光晶体光学性质的2×2矩阵———旋光Jones矩阵,与Berreman4×4矩阵(Born旋光模型)分层计算方法的结果相比,该结果是解析的,这就使得进一步研究其他光学性质变得很方便。详细介绍旋光Jones矩阵的建立过程,并以石英晶体为例,介绍运用该矩阵计算旋光晶体的光学性质的具体过程。该计算方法对于斜入射情况下的无旋光介质和各向同性旋光介质仍然适用。

旋光法测定莲子淀粉含量的研究

用酸水解-DNS法测定莲子粗淀粉及莲子粉中的淀粉含量,操作繁琐,重现性较差。利用淀粉具有旋光性的特点,用制得的莲子淀粉纯品来求其比旋光度,结果表明,1%盐酸旋光法同样适用于莲子淀粉的测定,而且方法操作简便,准确度高。

旋光仪的改进和实验功能拓展

设计制作了多功能旋光仪,通过光电采集系统和单片机控制电路,实现了光强的识别和记录,实现了旋转角、旋光率或溶液浓度测量结果的自动计算和显示,提高了测量的准确度和测量速度.

光纤中旋光特性测量技术研究

针对旋光元素ε′的测量问题,通过理论分析,提出了测量旋光光纤张量介电常数矩阵中旋光元素ε′的基本原理和方法.首先从理论上推导出旋光角Ψ和ε′的关系式,再对表征光纤旋光特性的Ψ和常数V进行测量,并在此基础上对ε′进行测量,最后给出了Ψ、V和ε′的测量结果.ε′的测量对于旋光光纤的电磁场理论分析及数值计算具有重要意义.