§11-4　旋光现象

1811年，阿喇果发现，当线偏振光通过某些透明物质时，线偏振光的振动面将旋转一定的角度，这种现象称为振动面的旋转，也称旋光效应。能使振动面旋转的物质称为旋光物质。如石英、糖和酒石酸溶液等都是旋光物质。实验证明振动面旋转的角度决定于旋光物质的性质、厚度或浓度以及入射光的波长等。并且还发现旋光效应具有方向性，当迎着射来的光线方向看去时，一些旋光物质使光矢量沿顺时针的方向旋转，这种物质称为右旋物质；另一些旋光物质却使光矢量沿逆时针方向旋转，称为左旋物质。石英晶体由于结晶形态不同，既有左旋晶体，又有右旋晶体，而且两者旋光率是相等的。

物质的旋光性可用图11-13所示的装置来研究。F是滤光器，用以获得较好的单色偏振光。在两正交的偏振片之间插入有旋光性的物质C，原来暗的视场将变亮。将检偏器N转过某一角度后，视场又重新变暗。说明从旋光物质出射的光仍旧是线偏振光，不过它的振动面已旋转了一个角度。这个角度等于偏振片N旋转的角度φ，其大小为

φ=αL

式中，L为旋光物质的厚度；α为旋光率，是光通过单位长度物质时振动面转过的角度，它与物质性质、入射光的波长等有关。同一晶体对于不同的波长的光旋光率的数值不同。例如，1mm厚的石英能使=589nm的黄绿色光的振动面旋转21.7°，而使=405nm的紫光却旋转48.9°。(www.daowen.com)

除晶体外，液体也有旋光性，如松节油、糖的水溶液等，其振动面旋转的角度与溶液的厚度和溶液浓度c成正比，旋转角度数值为

φ=αcL

利用糖溶液的旋光性，可制成测定糖溶液浓度的量糖计。如图11-14所示，两正交偏振片之间放置装有糖溶液的容器B，由于糖溶液的旋光效应，可以看到视场由暗变亮。如果转动偏振片N，使视场再度变为黑暗，从而确定初转动面的转角φ，代入式（11-7）可得糖的浓度c。

用量糖计可对许多有旋光性的有机物质的溶液进行分析研究。这种方法统称为“量糖术”，在化学工业中有广泛应用。