自然光和偏振光
光是一种电磁波，并且是一种横波，即这种波的振动方向垂直于光的传播方向。自然光的白光是包含各种不同波长的光线。当我们迎着射来的一束自然白光观察时，如果能够观察到光的振动方向就会发现光波的振动方向都垂直于光的传播方向，其振动方位是无限多的。如果一束光中所有的光都在同一平面内振动，则此光称为平面偏振光。
尼克尔棱镜和平面偏振光
当自然白光穿过尼克尔棱镜时(由一种纯碳酸钙矿石制成)可以将光线分离为两种偏振光。按照原光线传播方向射出的偏振光称为不寻常偏振光(图一),沿纸面上、下振动。另一个是反射出的寻常光线，其振动方向垂直于不寻常光线的振动面。可以选择在反射出的镜面上涂抹黑漆将寻常偏振光吸收掉，只留下按原方向射出的不寻常偏振光。自然白光通过尼克尔棱镜产生的不寻常偏振光是由各种不同波长的光波组成的，他们穿过光学活性化合物时，偏振面旋转的角度各不相同。由此可见，从自然白光而来的偏振光不能用于旋光度的测定，只能使用单一波长的偏振光。通常采用589nm的纳黄光D线，通过尼克尔棱镜后就可得到单一波长的纳黄光的偏振光。
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旋光度的测定
旋光仪是由2个尼克尔棱镜组成的。第一个尼克尔棱镜叫起偏镜，纳黄光穿过起偏镜后成为偏振光。第二个尼克尔棱镜称为检偏镜，它与起偏镜平行。为了在2镜之间放置样品，其间留有一点距离。当样品管中放入非光学活性的液体时，指针指向零，从目镜中可以看到亮光。但当放入光学活性的液体时，目镜是黑的，偏振光不能透过检偏镜。将检偏镜顺时针或逆时针旋转一定角度后，可以从目镜中重新看见亮光。此时检偏镜的旋转角度就是旋光度。如果检偏镜顺时针旋转X度观察到亮光，就称该样本是右旋性，记为+X度。若是逆时针旋转，则称为左旋性，记为-X度。如果顺时针X度与逆时针180-X度都能观察到亮光，就需要再做一次测试。第一种方法是改变样品管的长度。旋光度的大小与偏振光穿过的液体厚度成正比。例如，当样品管长为10cm时，测得的旋光度是+10度。管长为5cm时，测得的旋光度是+5度。则证明该样本的旋光度是+10度。若从5cm的样品管测得旋光度为-175度，则证明样品管为10cm时测得的旋光度为-350度，而不是+10度。第二种方法是用同样长度的样品管，将第一次的样品稀释1倍。若测得的旋光度为+5度。就证明第一次的结果是+10度。因为在一般情况下，浓度高旋光度也高，浓度低旋光度也低。但是他们之间没有正比关系，这种方法的准确性较低。