阿贝折光仪的使用及说明

阿贝折光仪的使用及说明
1．仪器构造的简单原理
根据折射定律，入射角i和折射角r之间有下列关系：当光线从介质1进入介质2时则
=n1，2(5-3)
式中n1，n2，v1，v2分别为1，2两介质的折射率和光在其中的传播速度，n1，2是介质2对于介质1的相对折射率。

折射率为物质的特性常数，对一定波长的光在一定温度压力下，是一个定值。

＞n1时，则折射角r恒小于入射角i。

当人射角i增加到时，折射角相应地
由式（5-3）可知，当n
增加到最大值r c，r c称为临界角。

此时介质2中从OY到OA之间有光线通过，而OA到OX之间则为暗区，如图5-3。

当入射角为时，上式可写成：
n
＝n1·sin r c（5-4）
2
即在固定一种介质时，临界折射角r c的大小和折射率有简单的函数关系。

图5-3 光折射示意图 图5-4 仪器构造示意图
阿贝折光仪就是根据这个原理设计的。

如图5-4是仪器构造的示意图。

它的主要部分为两块直角棱镜P I ，P
II ，棱镜P I 的粗糙表面 与P II 的光学平面镜AD 之间约有0.1到0.15mm 的空隙，用于装待测液体并使在
P
I 、P II 间铺成一簿层。

光线从反射镜射入棱镜P I 后，由于 面是粗糙的毛玻璃而发生漫射，从各种角度透过缝隙的被测液体；进入棱镜P II 中，由前所知，从各个方向进入棱镜P II 的光线均产生折射，而其折射角
都落在临界角r
c 之内（因为棱镜的折射率大于液体的折射率，因此人射角从 到 的全部光线都能通过棱镜而发生折射）。

具有临界角r c 的光线穿出棱镜P II 后射于目镜上，此时若将目镜的十字线调节到适当位置，
则会见到目镜上半明半暗。

从几何光学原理可以证明，缝隙中液体的折射率n 液与r c 间的关系为：
n
液
＝sinB
B对一定的棱镜为一常数，n棱镜在定温下也是个定值。

所以液体的折射率n液是角r c的函数。

由r c可
计算液体折射率。

折光仪上已经把读数r c换算成n
液的值，可直接读出n
液
的值。

在指定条件下，液体的折射率因所用单色光的波长不同而不同。

若用普通白光作为光源，则由于发生色散而在明暗分界线处呈现彩色光带，使明暗交界不清楚。

为了能用白光作光源，故在仪器中还装有两个各由三块棱镜组成的“阿密西”棱镜作为补偿棱镜（上面的一块“阿密西”棱镜可以转动），调节其相对位置，在适当取向时，可以使从下面的折射棱镜出来的色散光线重新成为白光，消除色带，使明暗界线清楚。

此时，用白光测得的折射率即相当于用钠光D线（波长5890人）所测得的折射率n D。

折射率是物质的特性常数之一，它的数值与温度、压力和光源的波长等有关。

符号
是指在时用钠光D线作光源时的物质的折射率。

温度对折射率有影响。

多数液态有机物质当温度每增加
时，折射
率降低到，而固体的折射率和温度的关系没有规律，一般不超过。

通常大气压的变化对折射率的数值影响不明显，所以只有在很精密的工作中才考虑压力的影响。

图5-5 阿贝折光仪
1．目镜；2．放大镜；3．恒温水接头；4．消色补偿器；5,6．棱镜；7．反射镜；8．温度计。

2．阿贝折光仪的使用
（1）将棱镜5和6打开，用擦镜纸将镜面拭洁后，在镜面上滴少量待测液体，并使其铺满整个镜面，关上棱镜。

（2）调节反射镜7使入射光线达到最强，然后转动棱镜使目镜出现半明半暗，分界线位于十字线的交叉点，这时从放大镜2即可在标尺上读出液体的折射率。

（3）如出现彩色光带，调节消色补偿器，使彩色光带消失，阴暗界面清晰。

（4）测完之后，打开棱镜并用丙酮洗净镜面，也可用吸耳球吹干镜面，实验结束后，除必须使镜面清洁外，尚需夹上两层擦镜纸才能扭紧两棱镜的闭合螺丝，以防镜面受损。

3．阿贝折光仪的标尺零点的校正
阿贝折光仪在使用前，必须先经标尺零点的校正，可用已知折射率的标准液体（如纯水的＝1.3325），
亦可用每台折光仪中附有已知折射率的“玻块”来校正。

可用 -溴萘将“玻块”光的一面粘附在折射棱镜5上，不要合上棱镜6，打开棱镜背后小窗使光线由此射入，用上述方法进行测定，如果测得值和此“玻块”的折射率有区别，旋动镜筒上的校正螺丝K进行调整。