旋光仪就是利用检偏镜来测定旋光度的。如调节检偏镜使其透光的轴向角度与起偏镜的透光轴向角度互相垂直，则在检偏镜前观察到的视场呈黑暗，再在起偏镜与检偏镜之间放入一个盛满旋光物质的样品管，由于物质的旋光作用，使原来由起偏镜出来在OA方向振动的偏振光转过一个角度α，这样在OB方向上有一个分量，所以视野不呈黑暗。如将检偏镜也相应地转过一个α角，这样，视野才重新恢复黑暗。因此检偏镜由第一次黑暗到第二次黑暗的角度差，即为被测物质的旋光度（图1－25）。

如果没有比较，要判断视场的黑暗程度是困难的，因此设计了一种三分视界（也可设计成二分视界），以提高测量的准确度。三分视野的装置和原理（参见图1－26）如下：在起偏镜后的中部装一块狭长的石英片，其宽度约为视野的1／3，由于石英片具有旋光性，从石英片中透过的那一部分偏振光被旋转了一个角度Ф，如图1－26（a）所示，此时从望远镜视野看起来透过石英片的那部分光稍暗，两旁的光很强。由于此时检偏镜的透光轴向角度处于与起偏镜重合的位置，OA是透过起偏镜后的偏振光轴向角度，OA′是透过石英片后的轴向角度，OA与OA′的夹角Ф称为“半暗角”。旋转检偏镜使OB与OA′垂直，则沿OA′方向振动的偏振光不能通过检偏镜。如图1－26（b）所示，视野中间一条是黑暗的，而石英片两边的偏振光OA由于在OB方向上有一个分量ON，因而视野的两边较亮。同理如调节OB与OA垂直，则视野两边黑暗中间较亮，如图1－26（c）所示。如果OB与半暗角中的等分角线PP′垂直时，则OA、OA′在OB方向上的分量ON和ON′相等，如图1－26（d）所示，视野中三个区内的明暗相等，此时三分视野消失，因此用这样的鉴别方法测量半暗角是最灵敏的。具体办法是：在样品管中充满无旋光性的蒸馏水。注意，应无气泡。调节检偏镜的角度使三分视界消失，将此时的角度读数作为零点，再在样品管中换以被测试样，由于OA与OA′方向振动的偏振光都被转过了一个α角度，所以必须将检偏镜相应也转过一个α角度，才能使OB与PP′重新垂直，三分视野再次消失，这个角度，即为被测试样的旋光度。

图1－26　旋光仪的构造和测量原理

从图1－26（e）可以看出，如果将OB再沿顺时针方向转过90°，使OB与PP′重合，则OA与OA′在OB方向上的分量仍然相等，但该分量太强，整个视野显得特别亮，反而不利于判断三分视界是否消失，因此不能以这样的角度作为标准来测量旋光度。(www.daowen.com)

在近代一些新型的旋光仪中，三分视野的检测以及检偏镜角度的调整，都是通过光－电检测、电子放大及机械反馈系统自动进行的，最后用数字显示或自动记录等二次仪表显示旋光物质的浓度值及其变化。因此也可用于常规浓度的测定、反应动力学研究以及工业过程的自动检测的控制。

图1－27是自动旋光仪的工作原理示意图。自动旋光仪采用钠光灯作光源，由小孔光栅和物镜组成一个简单点光源平行光管，平行光经偏振镜（Ⅰ）变为平面偏振光，又经过法拉第效应的磁旋线圈，使其振动平面产生一定角度往复摆动。通过样品后的偏振光振动面旋转某一角度，再经过偏振镜（Ⅱ）投射到光电倍增管上，产生交变的电讯号，经过放大后在数码管上显示读数。

图1－27　自动旋光仪工作原理示意图