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毛细管电泳实验讲义-13级

毛细管电泳实验讲义-13级
毛细管电泳实验讲义-13级

预习要求:

1、思考题无论正确与否,需全部作答;最后一道思考题要写原因。

2、预习报告中要包含实验原理,仪器试剂,实验步骤,记录表格。

3、查阅毛细管电泳四种待分析物(苯甲醇、苯甲酸、水杨酸、对氨基苯甲酸)的p K a值,并标明所查文献或网址。

4.3毛细管电泳法

4.3.1原理

1808年俄国物理学家V on Reuss首次发现电泳现象,即溶液中的荷电粒子在电场作用下会因为受到排斥或吸引力而发生差速迁移。1937年瑞典科学家Arene Tiselius成功地把电泳技术用于人血清中不同蛋白质的分离,因此而获得了1948年诺贝尔化学奖。在传统电泳中凝胶可以抑制因热效应而导致的对流,但如果在自由溶液中施加高的电压,就会导致大的焦耳热,严重影响分离。因此,人们一直致力于减小分离介质的尺寸。1981年美国学者Jorgenson 和Lukacs使用内径为75 μm的熔融石英毛细管,配合30 kV的高电压进行自由溶液电泳,获得了高于40万理论塔板数的分离柱效。这标志着毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)作为一种新型分离分析技术的诞生。经过近30年的发展,CE现已广泛应用于无机离子、中性分子、药物、多肽、蛋白质、DNA及糖等各类化合物的分析,并被认为是20世纪分析化学领域中最有影响的进展之一。20世纪90年代后期出现的阵列CE技术作为基因测序的关键方法在人类基因组计划中发挥了极其重要的作用。

CE的的分离原理如图4.6所示。在毛细管中充满缓冲液,将其两端置于缓冲溶液瓶中,当样品被引入毛细管后,在毛细管两端施加直流电压,此时,电渗流带动整个溶液在毛细管中流动,不同的带电粒子因其电泳淌度的不同而发生差速迁移,从而实现分离。与传统的电泳技术相比,CE具有应用范围广、分离效率高、分离模式多、样品用量少、分析成本低、环境友好等特点。

CE有6种分离模式,见表4.14。毛细管区带电泳

(CZE)是最简单的模式,因为毛细管中的分离介质只

是缓冲液。在电场的作用下,样品组分以不同的速率在

分立的区带内进行迁移而被分离。由于电渗流的作用,

正负离子均可以实现分离。在正极进样的情况下,正离

子首先流出毛细管,负离子最后流出。中性分子由于不

带电荷,故随电渗流一起运动,故CZE模式不能分离不

同的中性化合物。MEKC和CEC则可同时分离带电的和

中性化合物。

图4.6 CE仪器组成示意图

表4.14 6种CE分离模式的分离依据及应用范围

分离模式分离依据应用范围

毛细管区带电泳(CZE)溶质在自由溶液中的淌度差异可解离的或离子化合物、手性化合物及蛋白质、多肽等

毛细管胶束电动色谱(MECC)溶质在胶束与水相间分配系数

的差异

中性或强疏水性化合物、核酸、

多环芳烃、结构相似的肽段

毛细管凝胶电泳(CGE)溶质分子大小与电荷/质量比差蛋白质和核酸等生物大分子

毛细管等电聚焦(CIEF)等电点差异蛋白质、多肽

毛细管等速电泳(CITP)溶质在电场梯度下的分布差异

(移动界面)

同CZE,电泳分离的预浓缩

毛细管电色谱(CEC)电渗流驱动的色谱分离机制同HPLC

影响CE分离的主要因素有:缓冲液的种类、浓度和pH值,缓冲液添加剂的种类和用量,电压的方向和大小,进样方式和样品的浓度,毛细管的尺寸和温度,以及毛细管内壁的修饰等等。

4.3.2仪器结构与操作

1. 毛细管电泳仪的构成

图4.6所示为CE仪器示意图。其组成部分主要是高压电源、缓冲液瓶(包括样品瓶)、毛细管、检测器以及控制系统。高压电源是为分离提供动力的,商品化仪器的输出直流电压一般为0~30 kV。大部分直流电源都配有输出极性转换装置,可以根据分离需要选择正电压或负电压。缓冲液瓶多采用塑料(如聚丙烯)或玻璃等绝缘材料制成,容积为1~3 mL。考虑到分析过程中正负电极上发生的电解反应,体积大一些的缓冲液瓶有利于pH的稳定。进样时毛细管的一端伸入样品瓶,采用压力或电动方式将样品加载到毛细管入口,然后将样品瓶换为缓冲液瓶,接通高压电源即可开始分析。

目前CE用的毛细管主要是内径为25-100 μm的熔融石英毛细管,外面涂有聚酰亚胺保护层,长度50 cm左右。CE多用UV检测器,由于光线通过毛细管进行“柱上”检测,故没有柱外效应的问题。当然,毛细管的检测窗口处要除去涂层,保证透明。此外,CE还用电化学检测器、激光诱导荧光检测器和质谱检测器等。

2. 毛细管电泳仪的操作

(1)准备工作,包括安装毛细管、连接电源线和信号线,等等。

(2)配置缓冲溶液。根据实验要求配置适当浓度和pH值的缓冲溶液,并经0.45 μm滤膜过滤,再超声波脱气10 min。然后分装到仪器的缓冲液瓶中,置于仪器样品盘上毛细管入口(Inlet)的适当位置。在毛细管出口(Outlet)相应的位置放置一个空的废液瓶。

(3)配置样品溶液,并用0.45μm滤膜过滤。将样品瓶置于仪器样品盘上毛细管入口(Inlet)的适当位置。

注:实际操作中,学生不需要完成(2)(3)步骤,直接使用已经配置好的缓冲溶液即可。(4)开启仪器电源,设置工作温度,编辑冲洗毛细管程序:建议顺序依次是:1 mol/L NaOH 溶液冲洗3 min,二次水冲洗3 min,缓冲溶液冲洗5 min。冲洗过程中毛细管出口(outlet)对准废液瓶的位置。然后运行该程序。程序编辑方法请参看仪器操作说明书。

(5)开启计算机和相应的工作站软件,参照操作说明书进行程序编写,待检测器基线稳定后便可开始进样分析。

(6)编辑分析方法,按照实验要求和样品瓶位置,设置毛细管温度、进样条件、分析电压以及检测波长。。

(7)运行分析方法,工作站软件自动记录电泳图。

(8)每次进样前通常要用分析缓冲液冲洗毛细管3 min左右,以保证分析的重现性。(9)完成实验后,用纯水冲洗毛细管10 min,再用空气吹干10 min。

(10)退出色谱工作站软件,关闭计算机和仪器电源。

实验4.7 毛细管区带电泳法分离离子型化合物

【目的】

进一步理解毛细管电泳的基本原理;熟悉毛细管电泳仪器的构成和操作;了解影响毛细管电泳分离的主要操作参数。

【原理】

CE 是以电渗流(EOF)为驱动力,以毛细管为分离通道,依据样品中组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的一种液相微分离技术。离子在自由溶液中的淌度(μ)可表示为:

r

6 q πημ=

式中q 为粒子的荷电量,η为介质粘度,r 为带电粒子的流体力学半径。因此,离子的电泳淌度与其荷电量呈正比,与其半径及介质粘度呈反比。带相反电荷的离子其电泳淌度的方向也相反。需要指出,在物理化学手册中查到的离子淌度常数是绝对淌度,即离子带最大电量时测定并外推至无限稀释条件下所得到的数值。在CE 分离实验中测定的值往往与此不同,故将实验值称为有效淌度(μe )。有些物质因为绝对淌度相同而难以分离,但我们可以通过改变介质的pH 值,使离子的荷电量发生改变。这样就可以使不同离子具有不同的有效淌度,从而实现分离。

在水溶液中多数固体表面根据材料性质的不同带有过剩的负电荷或正电荷。就石英毛细管而言,表面的硅羟基在pH 大于3以后就发生明显的解离,使表面带有负电荷。为了达到电荷平衡,溶液中的正离子就会聚集在表面附近,从而形成所谓双电层。这样,双电层与管壁之间就会产生一个电位差,叫做Zeta 电势。当毛细管两端施加一个电压时,组成扩散层的阳离子被吸引而向负极移动。由于这些离子是溶剂化的,故将拖动毛细管中的体相溶液一起向负极运动,这便形成了EOF 。

EOF 的大小可用速率和淌度来表示:

()E EOF ηεξν/=

ηεξμ/=EOF

式中νEOF 为电渗流速率,E 为外加电场强度,μEOF 为电渗淌度,ξ为Zeta 电势,η和ε分别为溶液的粘度和介电常数。可见,影响EOF 大小的因素主要有电场强度、Zeta 电势和缓冲液的性质。一般来说,E 越大,pH 越高,表面硅羟基的解离程度越大,电荷密度越大,电渗流速率就越大。EOF 还与毛细管的表面性质(硅羟基的数量、是否有涂层等)和溶液的离子强度有关,双电层理论认为,增加离子强度可以使双电层压缩,从而降低Zeta 电势,减小EOF 。温度升高可以降低介质粘度,增大EOF 。

由上可知,电渗流的方向与电场方向一般是一致的,即从正极到负极。但在溶液中加入阳离子表面活性剂后,由于毛细管表面强力吸附阳离子表面活性剂的亲水端,而阳离子表面活性剂的疏水端又会紧密结合一层表面活性剂分子,结果就形成了带正电的表面,双电层Zeta 电势的极性发生了反转,最后使电渗流的方向发生了变化。

EOF 的一个重要特性是具有平面流型,其优点是径向扩散对谱带扩展的影响非常小,这是CE 具有更高分离效率的一个重要原因。EOF 的另一个重要优点是可以使几乎所有被分析物向同一方向运动,而不管其电荷性质如何。这是因为电渗淌度一般比离子的电泳淌度大得多,故当离子的电泳淌度方向与电渗流方向相反时,仍然可以使其沿电渗流方向迁移。这样,就可在一次进样分析中同时分离阳离子和阴离子。中性分子由于不带电荷,故随电EOF 一起运动,故CZE 模式不能分离不同的中性化合物。MEKC 和CEC 则可同时分离带电的和中性化合物。

CE 的分析参数可以用色谱中类似的参数来描述,比如与色谱保留时间相对应的有迁移时间,定义为一种物质从进样口迁移到检测点所用的时间,迁移速率(ν)则是迁移距离(l ,即被分析物质从进样口迁移到检测点所经过的距离,又称毛细管的有效长度)与迁移时间(t )

之比:

t

l =ν

因为电场强度等于施加电压(V)与毛细管长度(L)之比:

L V E =

根据电泳的基本公式:ν = μE ,可得:

tV

lL

tE l a =

=

μ μa 被称为表观淌度,它是电泳淌度与电渗流淌度的矢量和,即:

EOF e a μμμ+=

本实验采用一种中性化合物测定电渗流淌度,然后就可求得被分析物的有效淌度。注意,阴离子的有效淌度为负值,因为其与电渗淌度的方向相反。 【仪器与试剂】

样品I :浓度为2.00 mg·mL -1的苯甲醇的标准水溶液、苯甲酸、水杨酸、对氨基苯甲酸的标准水溶液, 浓度均为1.00 mg·mL -1。 样品II :未知浓度混合样品。

缓冲溶液:以缓冲盐的负离子浓度计,10 mmol·L -1的pH 分别为6.0,7.0,8.0的磷酸缓冲溶液。配制方法为通过10 mmol·L -1磷酸一氢钠和10 mmol·L -1磷酸二氢钠的溶液互相混合调整pH 值,以保证缓冲溶液浓度一致。

NaOH 溶液 (1.0 mol·L -1),高纯水或超纯水。

Capel-105RT 电泳仪,60 cm 长的熔融石英毛细管(有效长度51 cm ),内径50 或75μm 。 5 mL 移液管2支,1mL 移液管2支,分别标上四种标样的标签。 10 mL 容量瓶4个,滴管2支,分别标上标准、未知的标签。

塑料样品管若干个,分别用于三种标准样品、未知样品、三种缓冲溶液、NaOH 、水和废液,做好标号。

滴瓶一共5个,分别用于加装三种缓冲液、1 mol·L -1的NaOH 和乙醇。 镊子、洗瓶、吸耳球、试管架、塑料样品管架、废液烧杯各一个。 【实验内容】

(1)仪器的预热和毛细管的冲洗

打开仪器(已经安装和毛细管)及计算机工作站,不加分离电压,设置毛细管温度为25℃。每次使用前对毛细管进行活化(先用NaOH 冲洗20 min ,纯水冲洗5 min ,pH6.0缓冲冲洗5 min )。

(2)不同缓冲溶液对分离的影响

配制浓度分别为600,200,100,10.0 μg·mL -1的苯甲醇、水杨酸、苯甲酸、对氨基苯甲酸的10 mL 混合标样水溶液。待毛细管冲洗完毕,取1 mL (pH =6.0)混合标样,置于塑料样品管进行分析。操作参数为:进样压力30 mbar (1bar=105 Pa ),进样时间5 s ;分析电压25 kV 。运行已经编写的程序,直到四种成分流出毛细管。

测定完毕后,冲洗毛细管,顺序依次是:1 mol·L -1 NaOH 溶液1 min ,高纯水2 min ,然后更换毛细管进出口两端的缓冲溶液(进出口的10号位置)为pH =8.0的磷酸缓冲液,并用该缓冲液冲洗毛细管5 min ;然后按照相同的方法测试混合标样。

按照前面的顺序再次冲洗毛细管,再次更换进出口两端的缓冲溶液为pH=7.0的磷酸缓冲液,并冲洗毛细管5 min ;然后按照相同的方法测试混合标样。

(3)出峰顺序的确认

按照下表所示分别配制含不同浓度的苯甲醇、水杨酸、苯甲酸、对氨基苯甲酸的的混标水溶液。用pH=7.0的磷酸缓冲液冲洗毛细管3 min,然后分别测试混标水溶液,注意每一

(4)三份混合标样的配制和测定

冲洗毛细管的同时,可以配制三份混合标样,体积如下,分别用水定容。(思考:为什么混合标样中各组分的浓度差别很大?)然后按照以上相同的方法分别测定,直到四种成分

(5)未知浓度混合样品的测定。方法与条件同上,测试未知浓度混合样品。

(6)完成实验以后,用高纯水冲洗毛细管10 min,再用空气冲洗10 min。然后关闭仪器。

(7)打印报告,清理实验台。

【数据处理】

(1)根据电泳的原理及峰面积的变化,判断两组混合标样中4个峰各自的归属。(需要查找被分析物的pKa值,并根据标样的峰面积变化推断各峰的归属,重要!!!)。

(2)按照已知浓度混合标样电泳图所得峰面积计算未知浓度混合样品中各个组分的浓度(外标定量法)。

(3)判断并分析哪个组分可以作为电渗流标记物,据此计算各个组分的表观淌度和有效淌度。本次CE实验使用的毛细管总长度50 cm,有效长度40 cm。

(4)根据电泳的原理,判断在另外两种缓冲溶液下,各个峰的归属,并对各个组分迁移时间的变化做出分析和讨论。

表1 数据记录表如下:

表3 定量结果

附件1:

标准样品的电泳图一张,未知样品的电泳图一张。

附件2:

校准曲线(包含斜率,截距,相关系数)

【说明】

(1)冲洗毛细管时禁止在毛细管上加电压。

(2)在实验过程中要随时注意所需试剂或试样是不是放在正确位置;如果在分析时将样品或者洗涤液当作缓冲溶液,请停止分析并重新用相应缓冲溶液冲洗毛细管10 min。然后重新开始实验。

(3)冲洗毛细管对于实验结果的可靠性和重现性至关重要,务必认真完成每一次冲洗。

(4)实验完成以后一定要用水冲洗毛细管,最后完成实验者还要用空气吹干毛细管,否则可能会导致毛细管堵塞。

(5)塑料样品管的内壁易产生气泡,轻敲管壁排出气泡以后方可放入托管架。

(6)进出口端装有缓冲液的塑料样品管中的液面要求高度一致,避免因虹吸作用带来分析误差。

思考题

1.从理论上分析,为什么CE的分离效率高于GC和HPLC?2.在CZE中,组分的pK a值与出峰顺序有何关系?

3.CE中何种分离模式可以同时分离带电的和中性的化合物?4.

用示波器观察铁磁材料的动态磁滞回线_实验报告

图1 起始磁化曲线和磁滞回线 用示波器观察铁磁材料动态磁滞回线 【摘要】铁磁材料按特性分硬磁和软磁两大类,铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线,反映该材料的重要特性。软磁材料的矫顽力H c 小于100A/m ,常用做电机、电力变压器的铁芯和电子仪器中各种频率小型变压器的铁芯。磁滞回线是反映铁磁材料磁性的重要特征曲线。矫顽力和饱和磁感应强度B s 、剩磁B r P 等参数均可以从磁滞回线上获得.这些参数是铁磁材料研制、生产、应用是的重要依据。 【关键词】磁滞回线 示波器 电容 电阻 Bm Hm Br H 【引言】铁磁物质的磁滞回线能够反映该物质的很多重要性质。本实验主要运用示波器的X 输入端和Y 输入端在屏幕上显示的图形以及相关 数据,来分析形象磁滞回线的一些因素,并根据 数据的处理得出动态磁滞回线的大致图线。 【实验目的】 1. 认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典 型的铁磁物质的动态磁化特性。 2. 测定样品的H D 、B r 、B S 和(H m ·B m )等参 数。 3. 测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。 【实验仪器】 电阻箱(两个),电容(3-5微法),数字万用表,示波器,交流电源,互感器。 【实验原理】 铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材 料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化物 (铁氧体)均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高。另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态,图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图中的原点O 表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即B =H =O ,当磁场H 从零开始增加时,磁感应强度B 随之缓慢上升,如线段oa 所示,继之B 随H 迅速增长,如ab 所示,其后B 的增长又趋缓慢,并当H 增至H S 时,B 到达饱和值B S ,oabs 称为起始磁化曲线。图1表明,当磁场从H S 逐渐减小至零,磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“O ”点,而是沿另一条新的曲线SR 下降,比较线段OS 和SR 可知,H 减小B 相应也减小,但B 的变化滞后于H 的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当H =O 时,B 不为零,而保留剩磁Br 。 当磁场反向从O 逐渐变至-H D 时,磁感应强度B 消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,H D 称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段RD 称为退磁曲线。 图1还表明,当磁场按H S →O →H D →-H S →O →H D ′→H S 次序变化,相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线S S RD 'S D R ''变化,这闭合曲线称为磁滞回线。所以,当铁磁材料处于交变磁场中时(如变压器中的铁心),将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量,并以热的形式从铁磁材料中释放,这种损耗称为磁滞损耗,可以证明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。

毛细管电泳的基本原理及应用

毛细管电泳的基本原理及应用 摘要:毛细管电泳法是以弹性石英毛细管为分离通道,以高压直流电场为驱动力,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的电泳分离分析方法。该技术可分析的成分小至有机离子、大至生物大分子如蛋白质、核酸等。可用于分析多种体液样本如血清或血浆、尿、脑脊液及唾液等,比HPLC 分析高效、快速、微量。 关键词:毛细管电泳原理分离模式应用 1概述 毛细管电泳(Caillary Electrophoresis)简称CE,是一类以毛细管为分离通道,以高压直流场为驱动力的新型液相分离分析技术。CE的历史可以追溯到1967年瑞典Hjerten最先提出在直径为3mm的毛细管中做自由溶液的区带电泳(Capillary Zone Electro-phoresis,CZE)。但他没有完全克服传统电泳的弊端[1]。现在所说的毛细管电泳(CE)是由Jorgenson和Lukacs在1981年首先提出,他们使用了75mm的毛细管柱,用荧光检测器对多种组分实现了分离。1984年Terabe将胶束引入毛细管电泳,开创了毛细管电泳的重要分支: 胶束电动毛细管色谱(MEKC)。1987年Hjerten等把传统的等电聚焦过程转移到毛细管内进行。同年,Cohen 发表了毛细管凝胶电泳的工作。近年来,将液相色谱的固定相引入毛细管电泳中,又发展了电色谱,扩大了电泳的应用范围。 毛细管电泳和高效液相色谱(HPLC)一样,同是液相分离技术,因此在很大程度上HPCE与HPLC可以互为补充,但是无论从效率、速度、样品用量和成本来说,毛细管电泳都显示了一定的优势毛细管电泳(C E)除了比其它色谱分离分析方法具有效率更高、速度更快、样品和试剂耗量更少、应用面同样广泛等优点外,其仪器结构也比高效液相色谱(HPLC)简单。C E只需高压直流电源、进样装置、毛细管和检测器。 毛细管电泳具有分析速度快、分离效率高、试验成本低、消耗少、操作简便等特点,因此广泛应用于分子生物学、医学、药学、材料学以及与化学有关的化工、环保、食品、饮料等各个领域[2]。

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ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,SS:STACKS START: MOV AX,DATAS MOV DS,AX ;此处输入代码段代码 LEA SI,DATA1 LEA DI,DATA2 L0: LEA DX,STRING1;打印字符串STRING1 MOV AH,09 INT 21H INPUT1: ;输入第一个数 MOV AH,01;输入字符至AL中 INT 21H CMP AL,'/' JE L1 MOV [SI],AL INC SI

JMP INPUT1 L1: LEA DX,STRING2;打印字符串STRING2 MOV AH,09 INT 21H INPUT2: ;输入第二个数 MOV AH,01;输入字符至AL INT 21H CMP AL,'/' JE L2 MOV [DI],AL INC DI JMP INPUT2 L2: MOV SI,0 CLC;清空进位标志位CF MOV CX,6

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实验设备:电泳仪。仪器及试剂: 缓冲溶液(buffer):20 mmol/L Na 2B 4 O 7 缓冲溶液。1mol/L NaOH溶液,二次 去离子水。未知样饮料(雪碧和醒目) 1.实验步骤仪器的预热和毛细管的冲洗:打开仪器和配套的工作站。工作温度设置为30℃,不加电压,冲洗毛细管,顺序依次是:1 mol/L NaOH溶液5 min, 二次水5 min,10 mmol/L NaH 2PO 4 -Na 2 HPO 4 1:1缓冲溶液5 min,冲洗过程中出 口(outlet)对准废液的位置,并不要升高托架。 2.混合标样的配制:毛细管冲洗的同时,配制标样苯甲酸浓度依次为、、、、1 mg/ml。 3.做标准曲线:待毛细管冲洗完毕,取1 ml混合标样,置于塑料样品管,放在电泳仪进口(Inlet)托架上sample的位置,然后调整出口(outlet)对准缓冲溶液(buffer),升高托架并固定,然后开始进样。进样压力30 mbar,进样时间5 s。进样后将进口(Inlet)托架的位置换回缓冲溶液(buffer),切记换回buffer 的位置!选择方法,修改合适的文件说明,然后开始分析,电压25 kV,时间约10 min。 4.未知浓度混合样品的测定:方法与条件同上,测试未知浓度混合样品,分析时间约25min,据苯甲酸钠标准曲线测雪碧与醒目这两种饮料中的苯甲酸钠的

偏振光实验报告

实 验 报 告 学生姓名: 学 号: 指导教师: 实验地点: 实验时间: 一、实验室名称:偏振光实验室 二、实验项目名称:偏振光实验 三、实验学时: 四、实验原理: 光波的振动方向与光波的传播方向垂直。自然光的振动在垂直与其传播方向的平面内,取所有可能的方向;某一方向振动占优势的光叫部分偏振光;只在某一个固定方向振动的光线叫线偏振光或平面偏振光。将非偏振光(如自然光)变成线偏振光的方法称为起偏,用以起偏的装置或元件叫起偏器。 (一)线偏振光的产生 1.非金属表面的反射和折射 光线斜射向非金属的光滑平面(如水、木头、玻璃等)时,反射光和折射光都会产生偏振现象,偏振的程度取决于光的入射角及反射物质的性质。当入射角是某一数值而反射光为线偏振光时,该入射角叫起偏角。起偏角的数值α与反射物质的折射率n 的关系是: n =αtan (1) 称为布如斯特定律,如图1所示。根据此式,可以简单地利用玻璃起偏,也可以用于测定物质的折射率。从空气入射到介质,一般起偏角在53度到58度之间。 非金属表面发射的线偏振光的振动方向总是垂直于入射面的;透射光是部分偏振光;使用多层玻璃组合成的玻璃堆,能得到很好的透射线偏振光,振动方向平行于入射面的。 图 1 图 2 2.偏振片 分子型号的偏振片是利用聚乙烯醇塑胶膜制成,它具有梳状长链形结构的分子,这些分子平行地排列在同一方向上。这种胶膜只允许垂直于分子排列方向的光振动通过,因而产生

线偏振光,如图2所示。分子型偏振片的有效起偏范围几乎可达到180度,用它可得到较宽的偏振光束,是常用的起偏元件。 图 3 鉴别光的偏振状态叫检偏,用作检偏的仪器叫或元件叫检偏器。偏振片也可作检偏器使用。自然光、部分偏振光和线偏振光通过偏振片时,在垂直光线传播方向的平面内旋转偏振片时,可观察到不同的现象,如图3所示,图中(α)表示旋转P ,光强不变,为自然光;(b )表示旋转P ,无全暗位置,但光强变化,为部分偏振光;(c )表示旋转P ,可找到全暗位置,为线偏振光。 (二)圆偏振光和椭圆偏振光的产生 线偏振光垂直入射晶片,如果光轴平行于晶片的表面,会产生比较特殊的双折射现象。这时,非常光e 和寻常光o 的传播方向是一致的,但速度不同,因而从晶片出射时会产生相位差 d n n e )(200 -= λπ δ (2) 式中0λ表示单色光在真空中的波长,o n 和e n 分别为晶体中o 光和e 光的折射率,d 为晶片厚度。 1.如果晶片的厚度使产生的相位差1 (21)2 k δπ=+,k =0,1,2,…,这样的晶片称为1/4波片,其最小厚度为0 min 4() o e d n n λ= -。线偏振光通过1/4波片后,透射光一般是椭 圆偏振光;当α=π/4时,则为圆偏振光;当0=α或π/2时,椭圆偏振光退化为线偏振光。由此可知,1/4波片可将线偏振光变成椭圆偏振光或圆偏振光;反之,它也可将椭圆偏振光或圆偏振光变成线偏振光。 2.如果晶片的厚度使产生的相差πδ)12(+=k ,k =0,1,2,…,这样的晶片称为半波片,其最小厚度为0 min 2() o e d n n λ= -。如果入射线偏振光的振动面与半波片光轴的交角为 α,则通过半波片后的光仍为线偏振光,但其振动面相对于入射光的振动面转过α2角。 3. 如果晶片的厚度使产生的相差2k δπ=,k =1,2,3,…,这样的晶片称为全波片, 其最小厚度为0 min o e d n n λ= -。从该波片透射的光为线偏振光。

偏振光实验数据处理分析

偏振光实验数据处理分析 ——关于验证马吕斯定律的数据处理方法 一、 马吕斯定律: 1.一束光强度为的线偏振光,透过检偏器以后,透射光的光强度为α20cos I I = (1) 其中是线偏振光的光振动方向与检偏器透振方向间的夹角,该式称为马吕斯定律。 2.在光路中放入偏振片 作为起偏器,获得振动方向与 透振方向一致的线偏振光,线偏 振光的强度为入射自然光强度的 。 马吕斯定律光路图 3.在光路中放入偏振片,作为检偏器,其透振方向 与的夹角为,透过的光振 幅为 αcos A A 2 20 2 = (2) 式中为透过的线偏振光的振幅。因为 ,所以,光强度为α20cos I I = 这就是马吕斯定律,马吕斯定律说明了入射到偏振片上的线偏振光,其透射光强度的变化规律。 二、 简单实验过程 以He-Ne 激光作光源,用偏振片起偏和检偏,光电池接收,用电检流计量度光强的大小。实验从两偏振片方向(或称光轴)平行或垂直开始,记录光电流。测量时每转15记录一个数据,转180,取12个位置读数。 2 P 1 P

三、 数据处理 以角度为横坐标,光电流为纵坐标画图,并与余弦函数的平方值随着角度的变化关系比较 表1 将表1中角度θ和电流i 的数据输入,并通过工作表计算出2cosθ的值。打开Origin 数据处理软件,将含有原始数据的excel 工作表在Origin 数据处理软件中打开。 当图形窗口为当前窗口时,可以采用从菜单进行电流i 和cos 2θ的直线拟合,其拟合的函数为 Y=A+BX i 采用最小二乘法估计方程参数: B X -Y A = ∑ ∑ = N i 2 i N i i i X -X Y -Y X -X B )() )(( 对马吕斯定律的验证一般采用的方法是由实验得到的角度θ和电流i 的数据,进而用作图法得出cos 2θ和I 成正比的线性关系,如果cos 2θ与电流i 的线性关系良好,则说明马吕斯定律得以验证。然而学生用作图法验证马吕斯实验时,是用目测测试点分布而画出cos 2θ和电流i 之间的直线图,目测时测试点呈直线与否的界限难以确定,手工作图过程中也必然引入误差,以至于使实验中真正导致误差较大的原因容易被掩盖。同时,这种处理方法也使实验中产生的有规律性的误差被忽略,其结果往往达不到定量验证的目的。用Origin 数据分析软件依据最小二乘法原理进行实验数据处理,可由相关系数R 定量表示测试点的线性程度,达到定量验证物理规律的目的。由回归标准差SD 可得到实验误差。

磁滞回线实验-实验说明

研究铁磁材料的 磁滞回线和基本的磁化曲线 磁性材料应用广泛,从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存贮用的磁带、磁盘等都采用磁性材料。磁滞回线和基本磁化曲线反映了磁性材料的主要特征。通过实验研究这些性质不仅能掌握用示波器观察磁滞回线以及基本磁化曲线的基本测绘方法,而且能从理论和实际应用上加深对材料磁特性的认识。 铁磁材料分为硬磁和软磁两大类,其根本区别在于矫顽磁力C H 的大小不同。硬磁材料的磁滞回线宽,剩磁和矫顽磁力大(达m /A 102~1204×以上),因而磁化后,其磁感应强度可长久保持,适宜做永久磁铁。软磁材料的磁滞回线窄,矫顽磁力C H 一般小于m /A 120,但其磁导率和饱和磁感强度大,容易磁化和去磁,故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的重要特性,也是设计电磁机构作仪表的重要依据之一。 【实验目的】 1.认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。 2.测定样品的基本磁化曲线,作H ~μ曲线。 3.测定样品的C H 、r B 、m B (m m B H ?)等参数。 4.测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。 【实验原理】 铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化 物(铁氧体)均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高。另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态,图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图1中的原点0表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即0H B ==,当磁场H 从零

开始增加时,磁感应强度B 随之缓慢上升,如线段oa 所示,继之B 随H 迅速增长,如ab 所示,其后B 的增长又趋缓慢,并当H 增至S H 时,B 到达饱和值S B ,oabs 称为起始磁化曲线。图1表明,当磁场从S H 逐渐减小至零,磁感应强度B 并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点,而是沿另一条新的曲线SR 下降,比较线段OS 和SR 可知,H 减小B 相应也减小,但B 的变化滞后于H 的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当0H =时,B 不为零,而保留剩磁r B 。 当磁场反向从0逐渐变至D H ?时,磁感应强度B 消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,D H 称为矫顽力,它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力,线段RD 称为退磁曲线。 图1还表明,当磁场按S C S C S H H 0H H 0H →→→?→?→→次序变化,相应的磁感应强度B 则沿闭合曲线S C R S SRC ′′′变化,这闭合曲线称为磁滞回线。所以,当铁磁材料处于交变磁场中时(如变压器中的铁心),将沿磁滞回线反复被磁化→去磁→反向磁化→反向去磁。在此过程中要消耗额外的能量,并以热的形式从铁磁材料中释放,这种损耗称为磁滞损耗,可以证明,磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。 应该说明,当初始态为0B H ==的铁磁材料, 在交变磁场强度由弱到强依次进行磁化,可以得到面积由小到大向外扩张的一簇磁滞回线,如图2所示,这些磁滞回线顶点的连线称为铁磁材料的基本磁化曲线,由此可近似确定其磁导率H B = μ ,因B 与H 非线性,故铁磁材料的μ不是常数而是随H 而变化(如图3所示)。铁磁材料的相对磁导率可高达数千乃至数万,这一特点是它用途广泛的主要原因之一。

清华大学偏振光学实验完整实验报告

偏振光学实验完整实验报告 工物53 李哲 2015011783 16号 1.实验目的: (1)理解偏振光的基本概念,在概念以及原理上了解线偏振光,圆偏振光以及椭圆偏振光,并了解偏振光的起偏与检偏方法。以及线偏振光具有的一些性质。 (2)学习偏振片与玻片的工作原理。 2.实验原理: (1)光波偏振态的描述: · 单色偏振光可以分解成两个偏振方向垂直的线偏振光的叠加: t a E X ωcos 1=与()δω+=t a E Y cos 1(其中δ是两个偏振方向分量的相位延迟,21,a a 为两个光的振幅),由其中的δ,,21a a 就可以确定这个线偏振光的性质。 πδ=或0=δ就为线偏振光,2 ,21π δ==a a 为圆偏振光(就是光矢量的顶点绕 其中点做圆周运动,依然是偏振光),而一般情况下是椭圆偏振光。 · 上述式子通常描述的是椭圆偏振光,而本实验通过测量椭圆的长轴方位角ψ以及椭圆的短半轴与长半轴的比值对于椭圆偏振光进行描述。其计算式是: ()δβcos 2tan arctan 2 1 ?=ψ () 12sin sin 112222-?-+=βδa b 而对于实验中的椭圆偏振光而言,其光强在短轴对应的方向最小,在长轴的对应方向最大,所以可以通过使这个椭圆偏振光通过一个偏振片,并调整偏振片的透射轴方位,测量其最大最小值,就可以知道其长轴短轴的比值。又由于光强与振幅的平方成正比,所以测得的光强的比值是长轴短轴之比的平方。 (2)偏振片: · 理想偏振片:只有电矢量振动方向与透射轴平行方向的光波分量才能通过偏振片。 · 实验中的偏振片不是理想化的,并不能达到上述的效果,当入射光波的振动方向与透射轴平行时,其透射率不能达到1,当垂直于透射轴时,其透射率不是0。所以对于偏振片有主透射率以及消光比两个量进行描述。 · 主透射率21T T ,指沿透射轴或消光轴方向振动光的光强透射率。两者的比值

磁滞回线实验讲义

用微机型磁滞回线测试仪研究铁磁材料的 磁滞回线和基本磁化曲线 磁性材料应用广泛,从常用的永久磁铁、变压器铁芯到录音、录像、计算机存贮用的磁带、磁盘等都采用磁性材料。磁滞回线和基本磁化曲线反映了磁性材料的主要特征。通过实验研究这些性质不仅能掌握用示波器观察磁滞回线以及基本磁化曲线的基本测绘方法,而且能从理论和实际应用上加深对材料磁特性的认识。 铁磁材料分为硬磁和软磁两大类,其根本区别在于矫顽磁力C H 的大小不同。硬磁材料的磁滞回线宽,剩磁和矫顽磁力大(达m /A 102~1204?以上),因而磁化后,其磁感应强度可长久保持,适宜做永久磁铁。软磁材料的磁滞回线窄,矫顽磁力C H 一般小于m /A 120,但其磁导率和饱和磁感强度大,容易磁化和去磁,故广泛用于电机、电器和仪表制造等工业部门。磁化曲线和磁滞回线是铁磁材料的重要特性,也是设计电磁机构作仪表的重要依据之一。 【实验目的】 1.认识铁磁物质的磁化规律,比较两种典型的铁磁物质的动态磁化特性。 2.测定样品的基本磁化曲线,作H ~μ曲线。 3.测定样品的C H 、r B 、m B (m m B H ?)等参数。 4.测绘样品的磁滞回线,估算其磁滞损耗。 【实验原理】 铁磁物质是一种性能特异,用途广泛的材料。铁、钴、镍及其众多合金以及含铁的氧化 物(铁氧体)均属铁磁物质。其特征是在外磁场作用下能被强烈磁化,故磁导率μ很高。另一特征是磁滞,即磁化场作用停止后,铁磁质仍保留磁化状态,图1为铁磁物质的磁感应强度B 与磁化场强度H 之间的关系曲线。 图1中的原点0表示磁化之前铁磁物质处于磁中性状态,即0H B ==,当磁场H 从零开始增加时,磁感应强度B 随之缓慢上升,如线段oa 所示,继之B 随H 迅速增长,如ab 所

凝胶电泳实验报告模板

凝胶电泳实验报告模板

降低了对流运动,故电泳的迁移率又是同分子的摩擦系数成反比的。已知摩擦系数是分子的大小、极性及介质粘度的函数,因此根据分子大小的不同、构成或形状的差异,以及所带的净电荷的多少,便可以通过电泳将蛋白质或核酸分子混合物中的各种成分彼此分离开来。在生理条件下,核酸分子的糖-磷酸骨架中的磷酸基因呈离子状态从这种意义上讲,D N A 和RNA多核苷酸链可叫做多聚阴离子( Polyanions ) 。因此,当核酸分子被放置在电场中时,它们就会向正电极的方向迁移。由于糖- 磷酸骨架结构上的重复性质,相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷,因而它们能以同样的速度向正电极方向迁移。在一定的电场强度下,DNA分子的这种迁移速度,亦即电泳的迁移率,取决于核酸分子本身的大小和构型,分子量较小的DNA分子比分子量较大的DNA 分子迁移要快些。这就是应用凝胶电泳技术分离DNA片段的基本原理。 聚丙烯酰胺凝胶电泳,普遍用于分离蛋白质及较小分子的核酸。琼脂糖凝胶孔径较大适用于分离同工酶及其亚型,大分子核酸等应用较广。琼脂糖和聚丙烯酰胺可以制成各种形状、大小和孔隙度。琼脂糖凝胶分离DNA度大小范围较广,不同浓度琼脂糖凝胶可分离长度从200bp至近50kb的DNA段。琼脂糖通常用水平装置在强度和方向恒定的电场下电泳。聚丙烯酰胺分离小片段DNA(5-500bp)效果较好,其分辩力极高,甚至相差1bp的DNA段就能分开。聚丙烯酰胺凝胶电泳很快,可容纳相对大量的DNA,但制备和操作比琼脂糖凝胶困难。聚丙烯酰胺凝胶采用垂直装置进行电泳。目前,一般实验室多用琼脂糖水平平板凝胶电泳装置进行DNA电泳。 3.1 凝胶电泳的分类 按照分离物质来分凝胶电泳可以分为核酸凝胶电泳和蛋白质凝胶电泳;按照分离介质来分可以分为琼脂糖凝胶电泳技术和PAGE凝胶电泳。本次实验我们采用按介质的分类方法来学习的。 3.1.1琼脂糖凝胶电泳 琼脂糖凝胶电泳是用琼脂糖作支持介质的一种电泳方法。其分析原理与其他

大学物理实验报告-磁滞回线研究

磁滞回线研究 班级 姓名 学号 一、 实验目的:a. 研究磁性材料的动态磁滞回线; a) b.了解采用示波器测动态磁滞回线的原理; b) c. 利用作图法测定磁性材料的饱和磁感应强度B,磁场强度H 二、 实验仪器:普通型磁滞回线实验仪DH 4516。 实验原理:当材料磁化时,磁感应强度B 不仅与当时的磁场强度H 有关,而且决定于磁化的历史情况,如图2.3.2-1所示。曲线OA 表示铁磁材料从没有磁性开始磁化,磁感应强度B 随H 的增加而增加,称为磁化曲线。当H 增加到某一值H S 时,B 几乎不再增加,说明磁化已达到饱和。材料磁化后,如使H 减小,B 将不沿原路返回,而是沿另一条曲线ACA 下降。当H 从-H S 增加时,B 将沿A ’C ’A 曲线到达A ,形成一闭合曲线称为磁滞回线,其中H=0时,r B B ,B r 称为剩余磁感应强度。要使磁感应强度B 为零,就必须加一反向磁场-H c , H c 称为矫顽力。为了使样品的磁特性能重复出现,也就是指所测得的基本磁化曲线都是由原始状态(H=0,B=0)开始,在测量前必须进行退磁,以消除样品中的剩余磁性。 1 .示波器测量磁滞回线的原理 图2.3.2-2所示为示波器测动态磁滞回线的原理电路。将样品制 成闭合的环形,然后均匀地绕以磁化线圈N 1及副线圈N 2,即所

谓的罗兰环。交流电压u 加在磁化线圈上,R 1为取样电阻,其两端的电压u 1加到示波器的x 轴输入端上。副线圈N 2与电阻R 2和电容串联成一回路。电容C 两端的电压u 加到示波器的y 输入端上。 (1)u x (x 轴输入)与磁场强度H 成正比,若样品的品均周长为l , 磁化线圈的匝数为N 1,磁化电流为i 1(瞬时值),根据安培环路定理,有H l =N 1 i 1,而11i R u =,所以 H N l R u 111= (1) 由于式中R 1、l 和N 1皆为常数,因此,该式清楚地表明示波器荧光屏上电子束水平偏转的大小(u 1)与样品中的磁场强度(H )成正比。 (2)u C (y 轴输入)在一定条件下与磁感应强度B 成正比 设样品的截面积为S ,根据电磁感应定律,在匝数为N 2的副线圈中,感应电动势应为 dt dB S N E 22-= (2) 此外,在副线圈回路中的电流为i 2且电容C 上的电量为q 时,又有 C q i R E +=222 (3) 考虑到副线圈匝数N 2较小,因而自感电动势未加以考虑,同时,R 2与C 都做成足够大,使电容C 上的电压降(u c =q/C )比起电阻上的电压降R 2i 2小到可以忽略不计。于是式(3)可

用示波器测动态磁滞回线、磁场测量实验报告

铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线 (动态磁滞回线实验) 磁性材料在科研和工业中有着广泛的应用,种类也相当繁多,因此各种材料的磁特性测量,是电磁学实验中一个重要内容。磁特性测量分为直流磁特性测量和交流磁特性测量。本实验用交流正弦电流对磁性材料进行磁化,测得的磁感应强度与磁场强度关系曲线称为动态磁滞回线,或者称为交流磁滞回线,它与直流磁滞回线是有区别的。可以证明:磁滞回线所包围的面积等于使单位体积磁性材料反复磁化一周时所需的功,并且因功转化为热而表现为损耗。测量动态磁滞回线时,材料中不仅有磁滞损耗,还有涡流损耗,因此,同一材料的动态磁滞回线的面积要比静态磁滞回线的面积稍大些。本实验重点学习用示波器显示和测量磁性材料动态磁滞回线和基本磁化曲线的方法,了解软磁材料和硬磁材料交流磁滞回线的区别。 一.实验目的 1. 了解磁性材料的磁滞回线和磁化曲线的概念,加深对铁磁材料的重要物理量矫顽力、剩磁和磁导率的理解。 2. 用示波器测量软磁材料(软磁铁氧体)的磁滞回线和基本磁化曲线,求该材料的饱和磁感应强度m B 、剩磁r B 和矫顽力c H 。 3. 学习示波器的X 轴和Y 轴用于测量交流电压时,各自分度值的校准。 4. 用示波器显示硬铁磁材料(模具钢12Cr )的交流磁滞回线,并与软磁材料进行比较。 二. 实验原理 (一)铁磁物质的磁滞现象 铁磁性物质的磁化过程很复杂,这主要是由于它具有磁性的原因。一般都是通过测量磁化场的磁场强度H 和磁感应强度B 之间关系来研究其磁化规律的。 如左图所示,当铁磁物质中不存在磁化场时,H 和B 均为零,在H B 图中则相当于坐标原点O 。随着磁化场H 的增加,B 也随之增加,但两者之间不是线性关系。当H 增加到一定值时,B 不再增加或增加的十分缓慢,这说明该物质的磁化已达到饱和状态。m H 和m B 分别为饱和时的磁场强度和磁感应强度(对应于图中A 点)。如果再使H 逐步退到零,则与此同时B 也逐渐减小。然而,其轨迹并不沿原曲线AO ,而是

外文翻译--毛细管电泳电化学检测方法中文版-精品

毕业设计(论文)外文翻译 Electrochemical detection methods in capillary electrophoresis and applications to inorganic species 毛细管电泳电化学检测方法 在无机元素中的应用

电化学检测法在毛细管电泳 和无机元素中的应用 摘要:本文论述了毛细管电泳的三种电化学检测即电导检测法、安培检测法和电位检测法,并与较常见的光学检测方法进行了比较。详细介绍了三种检测方法的原理及其实现方法,同时介绍了它们在无机元素分析物中的应用情况。 关键字:电化学检测、毛细管电泳;无机阴离子、金属阳离子。 目录: 1.简介--------------------------------------------------------------1 2.电导检测法--------------------------------------------------------2 2.1原理----------------------------------------------------------2 2.2实现方法------------------------------------------------------3 3安培检测法--------------------------------------------------------6 3.1原理----------------------------------------------------------6 3.2实现方法------------------------------------------------------6 4电位检测法--------------------------------------------------------5 4.1原理----------------------------------------------------------9 4.2实现方法------------------------------------------------------9 5在无机元素中的应用------------------------------------------------9 6总结-------------------------------------------------------------10 7参考文献---------------------------------------------------------10 1.简介 毛细管电泳的检测方法通常采用光学方法(激光诱导荧光检测法),而毛细管电泳的三种电化学检测法即电导测定法、安培检测法、和电位测定法是非常有吸引力的一种替代方法,尽管目前开发的还相对较少。相对套色板离子法来说(其他和以前一般化的检测方法)他主要借助于电导性能而不是运用光学方法。由与针对毛细管中更小体积细胞的光学检测变得更加困难,而且事实上许多离子也不能直接由光学方法直接检测到,或许当人们意识到这些的时候会感到很惊讶。关于这一情况或许有两种解释。首先由于高性能流体套色板的广泛应用,我们在毛细管电泳中通常采用光学吸收检测法,许多毛细管电泳仪器制造商似乎已经走上

7讲义(偏振光)

偏振光的特性研究 一、实验目的 1、观察光的偏振现象,加深对光偏振基本规律的认识。 2、熟悉常用的起偏振和检偏振的方法。 3、了解各种波片的作用原理、 二、实验仪器 三、实验原理 1、偏振光的基本概念 光是电磁波,它的电矢量E 和磁矢量H 相互垂直,且均垂直于光的传播方向C ,通常用电矢量E 代表光的振动方向,并将电矢量E 和传播方向C 构成的平面称为振动面。在传播过程中,电矢量振动方向始终在某一确定的振动面的光称为平面偏振光或线偏振光。光源发出的光是有大量的原子或分子辐射构成的。由于大量原子或分子的热运动和辐射的随机性,它们所发射的光的振动面,出现在各个方向的几率是相同的。故这种光源发射的光对外不显示偏振的性质,称为自然光。在发光过程中,有些光振动面在某个特定的方向上出现的几率大于其它方向,即在较长的时间内电矢量在某个方向是较强,这种光称为部分偏振光,还有一些光其振动面取向和电矢量的大小随时间作有规律的变化,而电矢量末端在垂直于传播方向的平面上轨迹呈椭圆或圆。这种光称为椭圆偏振光或圆偏振光。 2、获得偏振光的常用方法 将非偏振光变成偏振光的过程成为起偏,起偏装置成为起偏器。常用的起偏装置主要有: (1)反射起偏(或透射起偏器) 当自然光在两种媒质的界面反射时,反射光和折射光都将成为部分偏振光。当入射角达到某一特定值 b ?时,反射光成为完全偏振光,其振动面垂直于入射 面(见图1)而角b ?就是布儒斯特角,也称起偏角,由布儒斯特定律得2 1 tan b n n ?= 图2 He —Ne 激光器 (波长632.8nm ) 偏振片 (起偏器) 偏振片 (检偏器) 白屏 波片 (4/λ、2/λ) 图1

磁滞回线的测量实验报告

磁滞回线的测量实验报 告 公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-

石家庄铁道大学物理实验中心 第1页 共10页 实验名称: 用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线 姓 名 学 号 班 级 桌 号 教 室 基础教学楼1101 实验日期 2016年 月 日 节 一、实验目的: 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs 、剩磁Br 和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系;并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1. 双踪示波器 2. DH4516C 型磁滞回线测量仪 评 分 此实验项目教材没有相应内容,请做实验前仔细阅读本实验报告!并携带计算器,否则实验无法按时完成!

图1 磁性材料的磁化曲线图2 磁滞回线和磁化曲 线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线 当铁磁质磁化达到饱和后,如果使H逐步退到零,B也逐渐减小,但B 的减小“跟不上”H的减小(B滞后于H)。即:其轨迹并不沿原曲线SO, 而是沿另一曲线Sb下降。当H下降为零时,B不为零,而是等于B r ,说明铁磁物质中,当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象, B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ,必须加反向磁场,当B=0时磁场的值H c 为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加,铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零,同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场,磁化曲线成为一闭合曲线,这个闭合曲线称为磁滞回线,如图2所示。 3、基本磁化曲线 对于同一铁磁材料,设开始时呈去磁状态,依次选取磁化电流I 1 、 I 2、….I n ,则相应的磁场强度为H 1 、H 2 、….H 3 ,在每一磁化电流下反复交换 电流方向(称为磁锻炼),即在每一个选定的磁场值下,使其方向反复发生 几次变化(如H 1→- H 1 →H 1 →- H 1 ….),这样操作的结果,是在每一个电流

实验报告偏振光学实验

实验报告 女姓名. *****班级:*****■学号. *****实验成绩: 同组姓名:*****实验日期:*****指导教师:批阅日期: 偏振光学实验 【实验目的】 1 ?观察光的偏振现象,验证马吕斯定律; 2.了解1 / 2波片、1 / 4波片的作用; 3 ?掌握椭圆偏振光、圆偏振光的产生与检测。 【实验原理】 1 .光的偏振性 光是一种电磁波,由于电磁波对物质的作用主要是电场,故在光学中把电场强度E称为光矢量。在垂直于光波传播方向的平面内,光矢量可能有不同的振动方向,通常把光矢量保持一定振动方向上的状态称为偏振态。如果光在传播过程中,若光矢量保持在固定平面上振动,这种振动状态称为平面振动态,此平面就称为振动面(见图1)。此时光矢量在垂直与传播方向平面上的投影为一条直线,故又称为线偏振态。若光矢量绕着传播方向旋转,其端点描绘的轨道为一个圆,这种偏振态称为圆偏振态。如光矢量端点旋转的轨迹为一椭圆,就成为椭圆偏振态(见图2)。 2.偏振片 虽然普通光源发出自然光,但在自然界中存在着各种偏振光,目前广泛使用的偏振光的器件是人造偏振片,它利用二向色性获得偏振光(有些各向同性介质,在某种作用下会呈现各向异性,能强烈吸收入射光矢量在某方向上的分量,而通过其垂直分量,从而使入射的自然光变为偏振光,介质的这种性质称为二向色性。)。 偏振器件即可以用来使自然光变为平面偏振光一一起偏,也可以用来鉴别线偏振光、自然光和部分偏振光一一检偏。用作起偏的偏振片叫做起偏器,用作检偏的偏振器件叫做检偏器。实际上,起偏器和检偏器是通用的。 3?马吕斯定律 设两偏振片的透振方向之间的夹角为a,透过起偏器的线偏振光振幅为A0,则 透过检偏器 的线偏振光的强度为I

磁滞回线的测量实验报告

石家庄铁道大学物理实验中心 第1页 共14页 实验名称: 用示波器观测铁磁材料的动态磁滞回线 姓 名 学 号 班 级 桌 号 教 室 基础教学楼1101 实验日期 2016年 月 日 节 一、实验目的: 1、掌握磁滞、磁滞回线、磁化曲线、基本磁化曲线、矫顽力、剩磁、和磁导率的的概念。 2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和动态磁滞回线。 3、根据磁滞回线测定铁磁材料在某一频率下的饱和磁感应强度Bs 、剩磁Br 和矫顽力Hc 的数值。 4、研究磁滞回线形状与频率的关系;并比较不同材料磁滞回线形状。 二、实验仪器 1. 双踪示波器 2. DH4516C 型磁滞回线测量仪 评 分 此实验项目教材没有相应内容,请做实验前仔细阅读本实验报告!并携带计算器,否则实验无法按时完成!

图1 磁性材料的磁化曲线图2 磁滞回线和磁化曲 线 2、磁滞现象、剩磁、矫顽力、磁滞回线 当铁磁质磁化达到饱和后,如果使H逐步退到零,B也逐渐减小,但B 的减小“跟不上”H的减小(B滞后于H)。即:其轨迹并不沿原曲线SO,而 是沿另一曲线Sb下降。当H下降为零时,B不为零,而是等于B r ,说明铁 磁物质中,当磁化场退为零后仍保留一定的磁性。这种现象叫磁滞现象,B r 叫剩磁。若要完全消除剩磁B r ,必须加反向磁场,当B=0时磁场的值H c为铁磁质的矫顽力。 当反向磁场继续增加,铁磁质的磁化达到反向饱和。反向磁场减小到零,同样出现剩磁现象。不断地正向或反向缓慢改变磁场,磁化曲线成为一闭合曲线,这个闭合曲线称为磁滞回线,如图2所示。 3、基本磁化曲线 对于同一铁磁材料,设开始时呈去磁状态,依次选取磁化电流I 1 、 I 2、….I n ,则相应的磁场强度为H 1 、H 2 、….H 3 ,在每一磁化电流下反复交换 电流方向(称为磁锻炼),即在每一个选定的磁场值下,使其方向反复发生 几次变化(如H 1→- H 1 →H 1 →- H 1 ….),这样操作的结果,是在每一个电流

毛细管电泳法

毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的 含量测定

毛细管电泳法分离水杨酸、苯甲酸及阿司匹林中的含量测定 毛细管电泳又称高效毛细管电泳( High Performance Capillary Electrophoresis, HPCE) 是一种仪器分析方法。通过施加10-40kV 的高电压于充有缓冲液的极细毛细管,对液体中离子或荷电粒子进行高效、快速的分离。现在,HPCE 已广泛应用于氨基酸、蛋白质、多肽、低聚核苷酸、DNA 等生物分子分离分析,药物分析,临床分析,无机离子分析,有机分子分析,糖和低聚糖分析及高聚物和粒子的分离分析。人类基因组工程中DNA 的分离是用毛细管电泳仪进行的。 毛细管电泳较高效液相色谱有较多的优点。其中之一是仪器结构 简单(见图1)。它包括一个高电压源,一根毛细管,紫外检测器及计算机处理数据装置。另有两个供毛细管两端插入而又可和电源相连的缓冲液池。 high-v oltage power supply Buffer V ial Buffer V ial Detector Recording dev ice capillary Electrode Electrode 图1 CE 仪器组成示意图 毛细管中的带电粒子在电场的作用下,一方面发生定向移动的电泳迁移,另一方面,由于电泳过程伴随电渗现象,粒子的运动速度还明显受到溶液电渗流速度的影响。粒子的实际流速 V 是电泳流速度 Vep 和渗流速度 Veo 的矢量和。即: V = Vep + Veo (1) 电渗流是一种液体相对于带电的管壁移动的现象。溶液的这一运动是由硅/水表面的Zeta 势引起的。 CE 通常采用的石英毛细管柱表面一般情况下(pH>3)带负电。当它和溶液接触时,双电层中产生了过剩的阳离子。高电压下这些水合阳离子向阴极迁移形成一个扁平的塞子流,如图2。毛细管管壁的带电状态可以进行修饰,管壁吸附阴离子表面活性剂增加电渗流, 管壁吸附阳离子表面活性

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