abei折光仪的结构及使用

sin 1
sin 2

v v
1 2
式中： v1——光在第一种介质中的传播速度； v2——光在第二种介质中的传播速度。 α1——入射角 α2——折射角
折射率 光在真空中的速度c和在介质中的速度v之比 ，叫做介质的绝对折射率（简称折射率，折光率 ），以n表示，即：
n＝
c 显然 n1＝ c n2＝ c v v1 v2
右边目镜中的图像
左边目镜中的图像
⑥测定样液温度。 ⑦打开棱镜，用水、乙醇或乙醚擦净 棱镜表面及其他各机件。在测定水 溶性样品后，用脱脂棉吸水洗净， 若为油类样品，须用乙醇或乙醚、 二甲苯等擦拭。
折射率（n ） n 0.00038 (t 20) n 油温在t℃时测得的折射率
当一束光投在 两种不同性质 的介质的交界 面上时发生折 射现象，它遵 守折射定律： nsin = nsin， n, n 为交界面的两 侧的两种介质 的折射率(图一)。 为入射角， 为折射角。
工作原理
密
β
0
β α ＝90° α
疏
图一
工作原理
若光线从光疏介质进 入光密介质，入射角 大于折射角，当入射 角 达 到 90° 时 , 此 时 的折射角 o 最大，称 为临界折射角,故任 何方向的入射光都可 进入光密介质中，其 折射角 ≤ o 。 阿贝 折射仪是基于临界折 射现象设计的。
20
t 测定折射率时的油温 0.00038- 油温在 10 - 30℃范围内， 每差1℃时折射率的校正系数 。
常见阿贝折光仪
双物镜阿贝折光仪
1 WAY- 2S数字阿贝折射仪
阿贝折光仪测定乙醇的含量
1.折射率的定义是什么？它与哪些因素有关？
答：光由真空进入某种介质时，入射角的正
弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝 对折射率，简称折射率，用n表示。其值大小 与该物质的化学物质、温度以及光的波长都 有关系。
阿贝折光仪
阿贝折射仪结构图
1－反射镜；2－转轴；3－遮光板；4－温度计；5－进光棱镜座； 6－色散调节手轮； 7－色散值刻度圈； 8－目镜；9－盖板；10－手轮； 11－折射棱镜座；12－照明刻度盘镜；13－温度计座；14－底座； 15－刻度调节手轮；16－小孔；17－壳体；18－恒温器接头
影响折射率测定的因素
三、加样 ①恒愠后，以脱脂棉 球蘸取酒精擦净棱镜 表面，挥干乙醇。滴 加 l ～ 2 滴样液于进光 棱镜磨砂面上，迅速 闭合两块棱镜，调节 反光镜．使镜筒内视 野最亮。 ②由目镜观察，转动 棱镜旋钮，使视野出 现明暗两部分。
③旋转色散补偿器旋钮，使 视野中只有黑白两色。 ④旋转棱镜旋钮．使明暗分 界线在十字线交叉点。 ⑤从读数镜筒中读取折射率 或重量百分浓度。
（1）光波长的影响 物质的折射率因光的波长而异，波长较长折射率 较小，波长较短折射率较大。测定时光源通常为白 光。当白光经过棱镜和样液发生折射时，因各色光 的波长不同，折射程度也不同，折射后分解成为多 种色光，这种现象称为色散。光的色散会使视野明 暗分界线不清，产生测定误差。 为了消除色散，在阿贝折光仪观测镜筒的下端安 装了色散补偿器。
密
β β α ＝ 90° 疏 α
0
图一
阿贝折射仪中的 阿贝棱镜组由两 个直角棱镜组成， 一个是进光棱镜， 它的弦面是磨砂 的，其作用是形 成均匀的扩展面 光源。另一个是 折射棱镜。待测 液体 (nx ＜ n) 夹在 两棱镜的弦面之 间，形成薄膜。
图二
从图二可以看出，对于光线“1”，当i→90o，sini→1，则上式变 为
• 如刻度尺、螺旋测微器、弹簧秤、天平、安培表0～ 3A档、电压表0～3V档等。
例6.按照有效数字规则读出下列电表的测量值
接0~3A量程时 0.89 读数为________A. 0.88----0.89A • (0.1×8+0.1×9/10)A • =0.89A
误差值
例6.按照有效数字规则读出下列电表的测量值 ①接0~3V量程时 读数为________V. 2.17 ②接0~15V量程时 读数为________V.
2.阿贝折射仪设计所依据的原理是什么？ 答：阿贝折射仪是依据临界折射现象设计的。 3.在阿贝折射仪两棱镜间没有液体或液体已
挥发，是否能观察到临界折射现象？ 答：在阿贝折射仪两棱镜间没有液体或液体 已挥发，就不能观察到临界折射现象了。
一、需要估读
• 1.最小分度值是1（包括0.1、0.01等）的，误 差位应为最小分度的下一位（即估读到最小分 度下一位），采用1/10估读。

光的反射现象与反射定律


一束光线照射在两种介质的分界面上时，要改变它的传播 方向，但仍在原介质上传播，这种现象叫光的反射，见下图 。光的反射遵守以下定律: （1）入射线、反射线和法线总是在同一平面内，入射线和 反射线分居于法线的两侧。 （2）入射角等于反射角。
光的折射现象与折射定律
光的折射现象 当光线从一种介质射到另一种介 质时，在分界面上，光线的传播方向发生了改 变，一部分光线进入第二种介质，这种现象称 为折射现象。
阿贝尔折光仪可直接用来测定液体的折光率，定 量地分析溶液的组成，鉴定液体的纯度。同时，物质的 摩尔折射度、摩尔质量、密度、极性分子的偶极矩等也 都可与折光率相关连，因此它也是物质结构研究工作的 重要工具。 折光率的测量，所需样品量少，测量精密度高（折 光率可精确到0.0001），重现性好，所以阿贝尔折光仪 是教学和科研工作中常见的光学仪器，近年来，由于电 子技术和电子计算机技术的发展，该仪器品种也在不断 更新。
各种油脂由一定的脂肪酸构成，每种脂肪酸均有 其特定的折射率。含碳原子数目相同时不饱和脂肪酸 的折射率比饱和脂肪酸的折射率大得多；不饱和脂肪 酸分子量越大，折射率也越大；酸度高的油脂折射率 低。因此测定折射率可以鉴别油脂的组成和品质。 正常情况下，某些液态食品的折射率有一定的范 围，如正常牛乳乳清的折射率在正 1.34199 ～ 1.34275 之间，当这些液态食品因掺杂、浓度改变或品种改变 等原因而引起食品的品质发生了变化时，折射率常常 会发生变化。所以测定折射率可以初步判断某些食品 是否正常。如牛乳掺水，其乳清折射率降低，故测定 牛乳乳清的折射率即可了解乳糖的含量，判断牛乳是 否掺水。
sin 900 1 n sin C sin C
1 sin C n
空气
水
光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角
水
空气 光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角
发生全反射的入射角称为临界角
因为发生全反射时折射角等于90°，所以：
即
n1＝n2sinα临
式中：n2——棱镜的折射率，是已知的。因此，
因此，若折射棱镜的折射率n、折射顶角A已 知，只要测出出射角即可求出待测液体的折 射率.
图二
阿贝尔折光仪是根据临界折射现象设计的
阿贝折光仪的临界折射
阿贝折光计的光学系统
观测系统：光线由反光镜 l 反 射，经进光棱镜2、折射棱镜 3及其间的样液薄层折射后射 出。再经色散补偿器4消除由 折射棱镜及被测样品所产生 的色散，然后由物镜5将明暗 分界线成像于分划板6上，经 目镜 7 、 8 放大后成像于观测 者眼中。
光的折射 光线从一种介质（如空气）射到另 一种介质（如水）时，除了一部分光线反射回 第一种介质外，另一部分进入第二种介质中并 改变它的传播方向，见下图。 光的折射定律： （1）入射线、法线和折 射线在同一平面内，入 射线和折射线分居法线 的两侧。
（2）无论入射角怎样改变，入射角正弦与折射角正 弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度之比。
必须指出的是：折光法测得的只是可溶性固 形物含量，但对于番茄酱，果酱等个别食品， 已通过实验编制了总固形物与可溶性固形物 关系表。先用折光法测定可溶性固形物含量， 即可查出总固形物的含量 。
光的相关基本概念
光的反射现象与反射定律 光的折射现象与折射定律 全反射与临界角

光的折射原理

光从一种介质斜射入另一种介 质时，传播方向一般会发生变 化，这种现象叫光的折射。 光从空气斜射入水中或其他介 质中时，折射光线与入射光线、 法线在同一平面上；折射光线 和入射光线分居法线两侧；折 射角小于入射角；入射角增大 时，折射角也随着增大；当光 线垂直射向介质表面时，传播 方向不变。
式中：n1和n2分别为第一介质和第二介质的 绝对 折射率。故折射定律可表示为
sin 2 sin 1
n n
2
1
全反射与临界角
光密介质与光疏介质
两种介质相比较，光在其中传播速度较大的叫 光疏介质，其折射率较小；反之叫光密介质，其 折射率较大。
光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入 射角，随着入射角增大折射光线越来越偏离法线， 折射光线越来越弱，而反射光线就越来越强，当入 射角增大到某一角度时，折射角达到90°，折射光 线完全消失，只剩下反射光线．这种现象叫做全反 射．
折光仪的结构及使用
测定折光率的意义
折射率是物质的一种物理性质。它是食品生产中 常用的工艺控制指标，通过测定液态食品的折射率可 以鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判断食品的纯 净程度及品质。 蔗糖溶液的折射率随浓度增大而升高。通过测定 折射率可以确定糖液的浓度及饮料、糖水罐头等食品 的糖度，还可以测定以糖为主要成分的果汁、蜂蜜等 食品的可溶性固形物的含量。
四、粗调 打开遮光板 3 ，合上反射镜 1 ，调节目镜视度，使 “ +”宇交叉线成像清晰，此时旋转手轮15 ，并在 目镜视场中找到明暗分界线的位置； 五、消色散 旋转手轮6，使分界线不带任何色彩。再微调折光 率刻度调节手轮15，使分界线位于“+”字交叉线 的中心；再适当转动聚光镜 12 ，此时目镜视场下 方显示的数值即为被测液体的折光率。记录读数 与温度，重复1～2次；
（2）温度的影响 溶液的折射率随温度而改变，温度升高折射率减小； 温度降低折射率增大．折光仪上的刻度是在标准温 度20℃下刻制的．所以最好在20℃下测定折射率。 否则，应对测定结果进行温度校正。超过20℃时， 加上校正数；低于20 ℃时，减去校正数。
பைடு நூலகம்
折光率的应用
折光率(又称折射率)是物质的特性常数之一，固体、 液体和气体化合物都有一定的折光率，尤其对于液体 记载更为普遍。折光率的应用有如下几个方面： (1)测定所合成的巳知化合物的折光率与文献值对照， 以验证所得产品； (2)将折光率作为检验原料、溶剂、中间体及最终产品 纯度的依据； (3)根据反应物和生成物(指液体)的折光率改变情况， 推测反应进行的程度； (4)分馏时，配合沸点作为划分馏分的依据。
通常用ABBE折射仪测定有机物的折射率，可测定浅 色、透明、折射率在1.3000～1.7000范围内的物质。
阿贝折射仪的操作程序
一、仪器的安装 将折光仪置于靠窗的桌子或白炽灯前。但勿使仪器 置于直照的日光中，以避免液体试样迅速蒸发。连 接电动恒温水浴，调节到所需测量温度(通常为20℃ 或25℃，保持水浴温差土0.20℃)； 二. 仪器校正 折光仪的刻度盘上的标尺的零点有时会发生移动， 须加以校正。校正的方法是用一种已知折光率的玻 璃，转动手轮使标尺读数等于此折射率，再消除色 散，然后用调节扳手旋动目镜前凹槽中的调整螺丝， 使明暗分界线与十字线相交于一点；
全反射
N N
真空 介质
真空
介质
C
N
临界角C:
出现全反射的最小入射角
大于C
发生全反射的条件
(1)全反射产生的条件: ①光线由光密介质射向光疏介质 ②入射角大于临界角即: i ≥ C (2)临界角计算：光从折射率为 n的某种介质射到空气(或真 空)时的临界角C就是折射角 等于90°时的入射角，根据 折射定律可得：
只要测得了临界角α临 就可求出被测样液的折
射率n1。
折射率测试

ABBE折光仪测试折射率的方法原理: 光线从空气入射到介质中时,介质的 折射率nD＝ sini / sinr 入射角i增大，折射角也相应增大，当入射角i达 到极大值90º时,所对应的折射角称为临界折射角 rc。显然，从图中法线左边入射的光线折射入介 质时，折射线都应落在临界折射角之内。这时在 目镜中观察，只有临界角以内才有折射光，形成 亮区，临界角以外没有折射光，自然是暗区。目 镜内视野呈现半明半暗,明暗交界线即为临界折射 角。临界折射角的大小和介质折射率有简单的函 数关系: nD＝1/sinrc