旋光仪的主要元件是两块尼柯尔棱镜。尼柯尔棱镜是由两块方解石直角棱镜沿斜面用加拿大树脂粘合而成分解为两束相互垂直的平面偏振光旋光仪，当一束单色光照射到尼柯尔棱镜时。旋光仪一束折射率为 1.658 寻常光，一束折射率为 1.486 非寻常光，这两束光线到达加拿大树脂粘合面时，折射率大的寻常光 ( 加拿大树脂的折射率为 1.550 被全反射到底面上的墨色涂层被吸收，而折射率小的非寻常光则通过棱镜，这样就获得了一束单一的平面偏振光。用于发生平面偏振光的棱镜称为起偏镜旋光仪，如让起偏镜产生的偏振光照射到另一个透射面与起偏镜透射面平行尼柯尔棱镜，则这束平面偏振光也能通过**个棱镜，如果**个棱镜的透射面与起偏镜 透射面垂直，旋光仪则由起偏镜出来的偏振光完全不能通过**个棱镜。如果**个棱镜的透射面与起偏镜的透射面之间的夹角在 0 ° ～ 90 °之间，旋光仪则光线局部通过**个棱镜，此**个棱镜称为检偏镜。通过调节检偏镜，能使透过的光线强度在*强和零之间变化。如果在起偏镜与检偏镜之间放有旋光性物质，则由于物质的旋光作用，旋光仪使来自起偏镜的光的偏振面改变了某一角度，只有检偏镜也旋转同样的角度，才干弥补旋光线改变的角度，使透过的光的 强度与原来相同。
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