实验四 折光率的测定
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实验四 折光率的测定
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、实验目的
了解测定折光率的简单原理，掌握阿贝 折射仪的使用方法。
二、实验原理
化合物的折光率
折光率象沸点一样，是液体有机物最重要 的物理常数之一。衡量液体有机物纯度的标准， 折光率比沸点更可靠。利用折光率不仅可鉴定 未知物，且可确定沸点和结构相似的液体混合 物的组成。
液体的折光率不但与结构和入射光的波长有关， 而且也受温度、压力等因素的影响。由于大气的 变化对折光率的测定影响并不显著，所以，通常 表示折光率时只标明入射光线的波长和测定时的 温度。例如，在入射光为钠的黄光(波长为 589.3nm)，测定温度为20℃时，水的折光率为 20 1.3330，表示为 n D = 1．3330。这里n代表折光 率，20代表测定时的温度，D代表钠光。 折光率可以通过折光仪精确地测定出来，常用的 是阿贝(Abble)折射仪。
阿贝(Abbe)折光仪
阿贝(Abbe)折光仪
阿贝（Abbe）折光仪的结构如 图。它的主要组成部分是两块直 角棱镜组成的棱镜组，上面一块 是表面光滑的测量棱镜，下面一 块是表面磨砂的可以开启的辅助 棱镜。左面的镜筒是读数镜筒， 内有刻度盘，其上面有两行数值。 右边一行是折射率数值 （1.3000～1.7000），左边一 行是工业上测量溶液浓度的标度 （0～95%）。右面的镜筒是测 量目镜，用来观察折光情况。筒 内装有消色散棱镜。光线由反射 镜射入辅助棱镜，发生漫射，以 不同人射角射入液层，然后再射 到测量棱镜的表面上。此时一部 分光线经折射后进入测量目镜， 另一部分光线则发生全反射。调 节螺旋，以使测量目镜中的视野 半明半暗。
在临界角以内的区域都有光线通过,是明亮的， 在临界角以外的区域没有光线通过，是暗的。在 临界角上正好是“半明半暗”（如图4-2所示）。 目镜上有一个十字交叉线，若十字交叉线与明暗 分界线重合，就表示光线由被测液体进入棱镜时 的入射角正好为90。
由于 nA = n B sinβ 0 ,棱镜的折光率nB是常数， 各种液体的折光率不同，临界角也不同。通过测 定临界角的相对位置，经过换算就可以找出液体 的折光率，阿贝折光仪的刻度是经过换算后的折 光率的读数，故可直接读出折光率。
阿贝折射仪基本原理
在一定的外界(如温度、压力等)条件下，波 长一定的单色光从介质A斜射入介质B时，要发 生折射现象。其入射角α与折射β的正弦之比是 一个常数，并且与这两个介质的折射率nA(介 质A)、nB(介质B)成反比。即：
sin B sin A
根据折射定律可得：n A sin α = n B sin β 当 α = α 0 = 90 。 时sin0=1 则 β = β 0 (折射角的最大值，称为临界角 ) 所以 nA = n B sinβ 0
注意：
5．Abbe折光仪使用前,必须用重蒸馏水 ( n 20 =1.3330)或标准折光玻璃块校正.每次测定 D 前、后都必需用1～2滴丙酮或乙醇滴于棱镜面上， 合上棱镜，使上下镜面全部被丙酮润湿再打开棱 镜，然后用擦镜纸擦干丙酮。 6．严禁腐蚀性液体、强酸、强碱、氟化物等的 使用。 7．阿贝折射仪的关键部位是棱镜，必须注意保 护。滴加液体时，滴管的末端切不可触及棱镜， 擦洗棱镜时要单向擦，不要来回擦，以免在镜面 上造成痕迹。在每次滴加样品前应洗净镜面，测 完样品后也要用丙酮或95％乙醇擦洗镜面，待晾 干后再关闭棱镜。
1.4625～1.4645 乙酸乙酯 1.2725～1.3745
1.4300～1.4600 苯甲醇 1.5385～1.5405
三、实验步骤
（二）折光率的测定
1、折光仪读数的校正（不做）
2、加样 打开棱镜，用擦镜纸(必要时用丝绢沾少量乙 醇或丙酮)轻轻擦洗上下镜面，要单向擦，不要来 回擦。待溶剂挥发后，滴1～2滴待测液体于磨砂 棱镜面上,小心地关闭棱镜，使液体铺满整个镜面 。 3、对光 调节反光镜使 入射光达到最强， 目镜内视场明亮， 轻轻转动棱镜调节 旋钮，直到在望远 镜内观察到明暗分 界线或彩色光带。
4、消色 转动棱镜微调旋纽（消色散）至看到一个黑白 明晰的分界线,如图所示.
5、精调
转动棱镜调节旋钮使分界线对准十字交叉线的 中心。
6、 读数
从镜筒读出折光率（位于下面的刻度）并记下 测定时的温度,重复2～3次． 7、清洗 测好样品后，用擦镜纸轻轻擦去上下镜面上 的液体，再用乙醇或丙酮润湿的擦镜纸单向擦 上下镜面，待棱镜干后，旋紧锁钮.
8．阿贝折射仪的量程为1．3000一1．7000，精 密度为土0．0001，通常用四位有效数字进行记 录。测量温度应控制在±0．1℃范围内。 9．阿贝折射仪不能在较高温度下使用。
不同物质的折光率：
物质名称 薄荷油 1.4600～1.4700 物质名称 大豆油 1.4722～1.4760
花生油
松节油
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、实验目的
了解测定折光率的简单原理，掌握阿贝 折射仪的使用方法。
二、实验原理
化合物的折光率
折光率象沸点一样，是液体有机物最重要 的物理常数之一。衡量液体有机物纯度的标准， 折光率比沸点更可靠。利用折光率不仅可鉴定 未知物，且可确定沸点和结构相似的液体混合 物的组成。
液体的折光率不但与结构和入射光的波长有关， 而且也受温度、压力等因素的影响。由于大气的 变化对折光率的测定影响并不显著，所以，通常 表示折光率时只标明入射光线的波长和测定时的 温度。例如，在入射光为钠的黄光(波长为 589.3nm)，测定温度为20℃时，水的折光率为 20 1.3330，表示为 n D = 1．3330。这里n代表折光 率，20代表测定时的温度，D代表钠光。 折光率可以通过折光仪精确地测定出来，常用的 是阿贝(Abble)折射仪。
阿贝(Abbe)折光仪
阿贝(Abbe)折光仪
阿贝（Abbe）折光仪的结构如 图。它的主要组成部分是两块直 角棱镜组成的棱镜组，上面一块 是表面光滑的测量棱镜，下面一 块是表面磨砂的可以开启的辅助 棱镜。左面的镜筒是读数镜筒， 内有刻度盘，其上面有两行数值。 右边一行是折射率数值 （1.3000～1.7000），左边一 行是工业上测量溶液浓度的标度 （0～95%）。右面的镜筒是测 量目镜，用来观察折光情况。筒 内装有消色散棱镜。光线由反射 镜射入辅助棱镜，发生漫射，以 不同人射角射入液层，然后再射 到测量棱镜的表面上。此时一部 分光线经折射后进入测量目镜， 另一部分光线则发生全反射。调 节螺旋，以使测量目镜中的视野 半明半暗。
在临界角以内的区域都有光线通过,是明亮的， 在临界角以外的区域没有光线通过，是暗的。在 临界角上正好是“半明半暗”（如图4-2所示）。 目镜上有一个十字交叉线，若十字交叉线与明暗 分界线重合，就表示光线由被测液体进入棱镜时 的入射角正好为90。
由于 nA = n B sinβ 0 ,棱镜的折光率nB是常数， 各种液体的折光率不同，临界角也不同。通过测 定临界角的相对位置，经过换算就可以找出液体 的折光率，阿贝折光仪的刻度是经过换算后的折 光率的读数，故可直接读出折光率。
阿贝折射仪基本原理
在一定的外界(如温度、压力等)条件下，波 长一定的单色光从介质A斜射入介质B时，要发 生折射现象。其入射角α与折射β的正弦之比是 一个常数，并且与这两个介质的折射率nA(介 质A)、nB(介质B)成反比。即：
sin B sin A
根据折射定律可得：n A sin α = n B sin β 当 α = α 0 = 90 。 时sin0=1 则 β = β 0 (折射角的最大值，称为临界角 ) 所以 nA = n B sinβ 0
注意：
5．Abbe折光仪使用前,必须用重蒸馏水 ( n 20 =1.3330)或标准折光玻璃块校正.每次测定 D 前、后都必需用1～2滴丙酮或乙醇滴于棱镜面上， 合上棱镜，使上下镜面全部被丙酮润湿再打开棱 镜，然后用擦镜纸擦干丙酮。 6．严禁腐蚀性液体、强酸、强碱、氟化物等的 使用。 7．阿贝折射仪的关键部位是棱镜，必须注意保 护。滴加液体时，滴管的末端切不可触及棱镜， 擦洗棱镜时要单向擦，不要来回擦，以免在镜面 上造成痕迹。在每次滴加样品前应洗净镜面，测 完样品后也要用丙酮或95％乙醇擦洗镜面，待晾 干后再关闭棱镜。
1.4625～1.4645 乙酸乙酯 1.2725～1.3745
1.4300～1.4600 苯甲醇 1.5385～1.5405
三、实验步骤
（二）折光率的测定
1、折光仪读数的校正（不做）
2、加样 打开棱镜，用擦镜纸(必要时用丝绢沾少量乙 醇或丙酮)轻轻擦洗上下镜面，要单向擦，不要来 回擦。待溶剂挥发后，滴1～2滴待测液体于磨砂 棱镜面上,小心地关闭棱镜，使液体铺满整个镜面 。 3、对光 调节反光镜使 入射光达到最强， 目镜内视场明亮， 轻轻转动棱镜调节 旋钮，直到在望远 镜内观察到明暗分 界线或彩色光带。
4、消色 转动棱镜微调旋纽（消色散）至看到一个黑白 明晰的分界线,如图所示.
5、精调
转动棱镜调节旋钮使分界线对准十字交叉线的 中心。
6、 读数
从镜筒读出折光率（位于下面的刻度）并记下 测定时的温度,重复2～3次． 7、清洗 测好样品后，用擦镜纸轻轻擦去上下镜面上 的液体，再用乙醇或丙酮润湿的擦镜纸单向擦 上下镜面，待棱镜干后，旋紧锁钮.
8．阿贝折射仪的量程为1．3000一1．7000，精 密度为土0．0001，通常用四位有效数字进行记 录。测量温度应控制在±0．1℃范围内。 9．阿贝折射仪不能在较高温度下使用。
不同物质的折光率：
物质名称 薄荷油 1.4600～1.4700 物质名称 大豆油 1.4722～1.4760
花生油
松节油