阿贝折射仪测量溶液浓度研究_廖昱博

液体浓度与折射率关系的实验研究

液体浓度与折射率关系的实验研究摘要：本文利用阿贝折射计，测定出三种溶液的不同浓度所对应的折射率，采用MATLAB语言处理实验数据，得出在常温及溶液未饱和的条件下，浓度与折射率呈线性关系。

关键词：阿贝折射计；浓度；折射率1引言折射率是一个重要的物理参数。

在一般高校的大学物理实验中都开设有液体折射率的测量，但基本上是测折射率随波长的变化。

测定液体的折射率方法有掠入射法[1]、分光仪法[2]以及阿贝折射计法[3]等几何光学法。

本文采用阿贝折射计法。

对于一般的溶液，浓度不同其折射率一般也不同，这在历史上已被科学家所证实[4]。

不同浓度的溶液与折射率之间存在着一定的关系，本文给出了折射率随浓度的变化关系，让学生对折射率这一重要物理参数有了更进一步的了解。

2测量仪器及实验内容2.1测量仪器测量仪器：国产WAY型阿贝折射计、物理天平[5]、烧杯。

阿贝折射计是一种能测定透明、半透明的液体或固体折射率的常用仪器，测量范围为1.3-1.7，测量比较准确(精度为0.0003)[6]。

如果仪器上接有恒温器，则可测定温度为10-50℃内的折射率，并能测出百分数从0-95%的糖溶液的含糖浓度。

通过测量物质的折射率和平均色散，能了解物质的光学性能、纯度、浓度和色散大小。

故该仪器的使用范围很广泛。

在石油工业、油脂工业、制药工业、食品工业、日用化学工业及有关的工厂、学校和研究单位等被广泛的应用[7]。

阿贝折射计的特点就是利用全反射原理通过测定光线在两种不同介质的交界面发生折射时的临界角，来测定物质折射率。

由于仪器中直接刻有与临界角相对应的折射率值，因此在测量时不需计算，便能直接读出物质的折射率。

测量方法简单，操作简便[8]。

测量液体时所需样品很少，测量固体时对样品的加工要求不高。

物理实验中，常用天平来精确称衡物体的质量。

天平是一种等臂杠杆装置，其主要结构是:在底座的立柱上利用刀口悬挂一对等重的秤盘。

横梁中心下面固定了一根指针。

当横梁摆动时，指针尖端就在立柱下面的标度牌前摆动，籍以指示秤盘内的待测物体质量和砝码质量间的平衡状况。

不同浓度蔗糖水溶液折射率的理论及实验研究报告

由于液体折射率随温度而变化,测量时需记录液体的温度,本仪器备有温度计插孔和恒温插头.
3.3实验原理
阿贝折射仪是药物鉴定中常用的分析仪器,主要用于测定透明液体的折射率.折射率是物质的重要光学常数之一,可借以了解该物质的光学性能、纯度和浓度等.当光从一种媒质进入到另一种媒质时,在两种媒质的分界面上,会发生反射和折射现象,如图4所示.在折射现象中有
2溶液浓度与其折射率关系的理论模型
以棱镜反射光为根底的测量方法已经引起更多的重视和研究 ,因此可从光与物质的相互作用关系,求得溶液浓度与其折射率关系的理论模型.麦克斯韦光的电磁理论虽然可以正确地说明光在介质中传播的许多重要性质和光与物质相互作用的一些重要现象,但是麦克斯韦光的电磁理论是建立在把介质看成一个连续的构造,而未考虑组成介质的原子和分子的电构造.因此利用麦克斯韦光的电磁理论就很难解释与介质折射率有关的色散现象,也就无法求出介质的吸收系数和折射率的表达式,为此可以根据洛伦兹的电子论,假设组成介质的原子或分子的带电粒子被准弹性力保持在他们的平衡位置附近,并具有一定的固有振动频率.这种假设的介质在光的作用下，其电子的位移满足方程
读数系统:光线由小反光镜4照明刻度盘3,经转向棱镜5及物镜6将刻度成像于分划板7上,再经目镜8放大成像后以供观察.
刻度盘和棱镜组是同轴的,旋转手轮2可同时转动棱镜组和刻度盘.在测量镜筒视场中如出现彩色区域,使分界不够明显,可旋转阿米西棱镜手轮10,以调整棱镜的位置,抵消色散现象,至黑白分界明显,调节2使叉丝交点与分界限重合.此时在读数镜筒分划板中的横线在右边刻度所指示的数值即为待测液体的折射率,如图3所示,对于糖溶液,还可以从分划板中的横线在左边刻度所指示的数据,得出该糖溶液中含糖量浓度百分数.
式中 , 为两个常系数; 为溶液的浓度; 为溶液的折射率.

阿贝折射仪的实验报告

阿贝折射仪的实验报告一、实验目的1、了解阿贝折射仪的构造和测量原理。

2、掌握使用阿贝折射仪测量液体折射率的方法。

3、通过实验数据的处理和分析，提高实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率和平均色散的仪器。

其基本原理是利用折射定律，即入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。

当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象。

如果入射光线和折射光线与法线的夹角分别为入射角 i 和折射角 r，那么折射率n 可以表示为：n ＝ sin i ／ sin r在阿贝折射仪中，通常使用特定波长的光线（如钠光灯发出的波长为 5893nm 的黄光），通过测量入射角和折射角，即可计算出被测物质的折射率。

三、实验仪器阿贝折射仪、钠光灯、待测液体（如乙醇、丙酮等）、擦镜纸、滴管。

四、实验步骤1、仪器准备打开钠光灯，预热 15 20 分钟，使灯光稳定。

用擦镜纸将阿贝折射仪的棱镜表面擦拭干净，确保无油污和灰尘。

2、校准仪器在棱镜的工作面上滴一滴蒸馏水，盖上盖子。

调节目镜，使视场中明暗分界线清晰。

旋转调节手轮，使明暗分界线恰好通过“十”字交叉点，此时仪器已校准完毕。

3、测量液体折射率用滴管吸取少量待测液体，滴在棱镜工作面上，迅速盖上盖子。

调节手轮，使明暗分界线清晰，并使其通过“十”字交叉点。

从读数望远镜中读取折射率的值，并记录。

重复测量 3 5 次，取平均值作为最终的测量结果。

4、实验结束用擦镜纸将棱镜表面擦拭干净，关闭钠光灯。

五、实验数据及处理以下是测量乙醇折射率的实验数据：｜测量次数｜折射率｜｜｜｜｜ 1 ｜ 13610 ｜｜ 2 ｜ 13615 ｜｜ 3 ｜ 13608 ｜｜ 4 ｜ 13612 ｜｜ 5 ｜ 13609 ｜平均值：（13610 ＋ 13615 ＋ 13608 ＋ 13612 ＋ 13609) ／ 5 ＝13611相对误差：（13611 乙醇标准折射率) ／乙醇标准折射率 × 100%六、误差分析1、仪器误差阿贝折射仪本身的精度限制可能导致测量误差。

阿贝折射仪的实验研究

现代计量测试2000年第6期文章编号:100523387(2000)0620045250阿贝折射仪的实验研究刘文丽,姜石峰,马振亚(中国计量科学研究院,北京　100013)摘要:在实验的基础上,对阿贝折射仪计量检定中各项技术指标的测试方法和数据处理进行了分析研究,并给出了检定结果不确定度分析的范例。

关键词:折射率;平均色散;阿米西棱镜;消色散位置中图分类号:TH74114 文献标识码:A0　引言阿贝折射仪是一种能测定透明、半透明液体或固体折射率(n D)和平均色散(n F-n C)的仪器,广泛应用于光学、化工、食品等行业。

阿贝折射仪的测量原理,是将被测试样与一已知折射率的折射棱镜紧贴在一起,根据光线全反射临界角求得试样的折射率。

阿贝折射仪采用了一对直视色散棱镜(又称阿米西棱镜),当仪器用白光照明时,旋转阿米西棱镜来抵消被测试样和折射棱镜产生的综合色散,在消色散位置得到清晰的临界线,此时可测得D谱线的折射率n D,同时借助于它所旋转的角度,通过色散刻度圈上的读数Z 值和测得的折射率n D值,可以计算出被测试样的平均色散(n F-n C)。

我们对阿贝折射仪的各项技术指标的测试方法和数据处理进行了研究,其结果已应用于我们所承担的由国家质量技术监督局下达的“阿贝折射仪检定规程”修订的任务中。

1　实验内容111　实验对象在对阿贝折射仪多年计量检定的基础上,以下列两台阿贝折射仪作为样机进行分析,即新天精密光学仪器厂生产的W YA2型阿贝折射仪一台和上海光学仪器四厂生产的2W A-J型阿贝折射仪一台。

112　实验条件1.2.1　实验设备主要的实验设备如下:(1)标准物质:Q K1,K9,ZF2,ZF四种阿贝折射仪标准块;标准块的折射率(n D)测量不确定度优于5×10-5(k=3);平均色散(n F-n C)测量不确定度优于7×10-5(k=3)。

(2)蒸馏水。

(3)钠光灯,40W白炽灯。

阿贝折光仪的实验报告

阿贝折光仪的实验报告一、实验目的1、掌握阿贝折光仪的使用方法。

2、学会测定液体的折射率。

3、了解折射率与物质浓度、温度等因素的关系。

二、实验原理阿贝折光仪是根据临界折射现象设计的。

当光线从光密介质进入光疏介质时，入射角增大到一定程度时，折射光线会沿界面掠过，此时的入射角称为临界角。

阿贝折光仪就是通过测量临界角来确定液体的折射率。

根据折射定律，折射率 n 与临界角θ 之间的关系为：＼n ＝＼frac{＼sin\theta}｛＼sin 90°｝＝＼sin\theta＼三、实验仪器与试剂1、仪器：阿贝折光仪、超级恒温槽、擦镜纸、滴管。

2、试剂：蒸馏水、乙醇溶液（不同浓度）。

四、实验步骤1、仪器准备打开超级恒温槽，将温度设定为所需值（如20℃），待温度稳定。

用蒸馏水清洗阿贝折光仪的棱镜表面，再用擦镜纸擦干。

2、仪器校准用滴管在棱镜表面滴加 2 3 滴蒸馏水，闭合棱镜，调节反光镜，使视场明亮。

旋转手轮，使明暗分界线恰好通过十字交叉线的交点，此时读数即为蒸馏水在该温度下的折射率。

若读数与标准值（20℃时蒸馏水折射率为 13330）不符，需进行校正。

3、样品测定用擦镜纸擦干棱镜表面，滴加 2 3 滴待测液体（如乙醇溶液），闭合棱镜，按照校准步骤进行测量，读取折射率值。

重复测量 3 次，取平均值。

4、实验结束用蒸馏水清洗棱镜，擦干后关闭仪器。

五、实验数据与处理1、实验数据记录｜样品｜测量次数｜折射率｜｜｜｜｜｜蒸馏水（20℃）｜ 1 ｜ 13328 ｜｜蒸馏水（20℃）｜ 2 ｜ 13329 ｜｜蒸馏水（20℃）｜ 3 ｜ 13331 ｜｜乙醇溶液（浓度 C1）｜ 1 ｜ 13615 ｜｜乙醇溶液（浓度 C1）｜ 2 ｜ 13618 ｜｜乙醇溶液（浓度 C1）｜ 3 ｜ 13616 ｜｜乙醇溶液（浓度 C2）｜ 1 ｜ 13722 ｜｜乙醇溶液（浓度 C2）｜ 2 ｜ 13720 ｜｜乙醇溶液（浓度 C2）｜ 3 ｜ 13721 ｜2、数据处理蒸馏水折射率平均值：＼（（13328 ＋ 13329 ＋ 13331)÷ 3 ＝13329\）乙醇溶液（浓度 C1）折射率平均值：＼（（13615 ＋ 13618 ＋13616)÷ 3 ＝ 13616\）乙醇溶液（浓度 C2）折射率平均值：＼（（13722 ＋ 13720 ＋13721)÷ 3 ＝ 13721\）六、实验结果与讨论1、实验结果本实验中，在 20℃下，蒸馏水的折射率测量值为 13329，与标准值13330 较为接近，说明仪器校准准确。

探究液体浓度对折射率的影响

探究液体浓度对折射率的影响摘要：阿贝折射计是测量溶液折射率的仪器，如果改变溶液的温度，浓度和阿贝折射计的温度，那么对于折射率的测量是否有影响？因此，我们通过改变三种不同溶液的浓度来探究溶液浓度对折射率的影响。

关键词：折射率；溶液浓度；影响我们知道，不同的液体有不同的折射率，那么同种物质的溶液，如果浓度不同，溶液的折射率否也不同？如果不同，他们之间有什么关系？实验原理1 根据浓度的计算原理，溶质+溶剂=溶液，浓度溶液溶质=⨯%100。

称取不同溶质和溶剂，配置不同浓度的溶液进行测量。

2阿贝折射计是根据全反射原理设计的。

其光路如图1.1所示：将折射率为n 的待测物质放在折射率为n ’的直角棱镜的斜面上，其棱角为A,并用光源S 照之。

光线经透镜两次折射后，形成光束Ⅰ’，Ⅱ’出射，在望远镜视场中将观察到半阴视场，明暗分界线就对应于掠面入射光束。

旋转棱镜旋转手轮，观察两个镜筒里的视场，这时在望远镜视场可观察到明暗分界线上下移动。

当叉丝中心和明暗分界线相吻合时，对应读数视场的读数就是液体的折射率。

如图1.2所示：数据记录：表一：不同的蔗糖浓度对折射率的影响（单位：g ）表二：不同的盐水浓度对折射率的影响（单位：g ）根据以上三个表的数据，以溶液浓度为X轴，折射率为Y轴做曲线图：实验结论及分析1通过实验证明，从曲线图可知，所有的点都围绕在直线两侧。

说明溶液的浓度增大，溶液的折射率也随着增大，并且成线性关系。

2在曲线图中，我们可以看到，在浓度为30%以前，所有的点基本都在直线上。

浓度为50%以后有些偏离直线，是由于溶液的浓度没有完全溶解导致。

参考文献：[1] 白泽生，刘竹琴，徐红.几种液体的折射率与其浓度关系的经验公式延安大学学报（自然科学版）2004,23(1)[2] 翟胜丞，王雅各，卢晓.三元系溶液浓度对折射率的影响南京林业大学学报（自然科学版）2008,32(2)[3]张志伟，尹卫峰，温廷敦，朱林泉，张记龙溶液浓度与其折射率关系的理论和实验研究中北大学学报(自然科学学报) 2009 ,30(3)[4] 黄志贝，傅方聪，芦立娟.用光速测量仪探究蔗糖溶液折射率与浓度的关系浙江海洋学院2011,24(5)。

基于偏振光检测的溶液浓度测量方法研究

LI Zhigang1，ZH AO Haili1，LIU P eng2，WANG Qi1，ZHANG Liyuan1
（1.School of Electronics and I nform ation Engineering，Changchun University of Science and T echnology，Changchun 130022； 2.Institute of Space P hotoele ctric Technology，Changchun University of S cience and T echnology，Changchun 130022）
电路实现信号处理、采集等，并将数据通过串口传送到上位机，利用 LabVIEW 程序进行数据处理与显示。实验结果表
明，基于旋转波片的偏振光检测溶液浓度的测量方法测量精度为 0.6%。该测量方法能够减小测量误差、提高测量精度，并
且用户界面友好、结果显示直观。
关键词：偏振光；波片；浓度测量；LabVIEW
李志刚1，赵海丽 1，刘鹏 2，王奇 1，张立媛1
（1.长春理工大学电子信息工程学院，长春 130022；2.长春理工大学空间光电技术研究所，长春 130022）
摘要：为了克服旋转检偏片法测量旋光性溶液浓度存在的误差大、精度低等不足，提出了一种基于旋转波片的偏振光检
测溶液浓度的测量方法。采用 P IN 光电二极管对带有溶液浓度信息的偏振光信号进行探测，经过光电变换后利用信号调理
Abstra ct： In order to overcom e the shortages of optically active solution concentration detection by rotate polarizer method，these shortages were big error and low precision and so on，a m easurement method for detecting solution concentration was put forward by using polarization based on rotation wave plate. T he P IN photodiode were used to detect the polarized light signal with solution concentration information. After the photoe lectric conversion， signal conditioning circuit was used to achieve signal proce ssing，signal colle ction etc. And the data were sent to the P C through the serial port，the data were processed and displayed by the LabVI EW program. T he e xperimental results showed that measur ement accuracy was 0.6% with the measurement for detecting solution concentration by using polarization based on rotation liquid crystal wave plate. T he measurement error could be reduced；the m easurement accuracy could be impr oved； and the re were friendly user interface and the visual display characteristics. Ke y words ：polarized light；wave plate；concentration measurement；LabVIEW

用阿贝折射仪测定糖浓度

用阿贝折射仪测定糖浓度
张延滨;秦洪波;魏巍
【期刊名称】《黑龙江医药》
【年(卷),期】1996(009)001
【摘要】在青霉素发酵生产工艺中补糖是相当重要的环节,补糖过多,会使菌丝生长过旺;补糖过少,分泌青霉素,至使碳源不足,菌丝衰老,产量下降.本实验用阿贝折射仪测定不同浓度的葡萄糖的折光率,使其与原有仪器上的蔗糖浓度作对比,得到了相应的经验值,使测糖更快速、准确.
【总页数】2页(P31-32)
【作者】张延滨;秦洪波;魏巍
【作者单位】哈尔滨制药厂;哈尔滨制药厂;哈尔滨制药厂
【正文语种】中文
【中图分类】R9
【相关文献】
1.利用光速测定仪测定不同浓度NaCl溶液的折射率 [J], 郑炳雯;李镇涛;李金玉
2.阿贝折射仪测量溶液浓度研究 [J], 廖昱博;赖昭胜;聂泰;罗源
3.用阿贝折射仪测定折射率实验的一点注记 [J], 汪静霞
4.旋光法,阿贝折射仪,碘量法测定工业用葡萄糖含量比较 [J], 张莉萍;周明玉
5.阿贝折射仪代替碘量法测定工业葡萄糖的含量 [J], 周明玉
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阿贝折射仪测介质折射率实验报告

阿贝折射仪测介质折射率实验报告实验目的，通过使用阿贝折射仪测量不同介质的折射率，掌握折射仪的使用方法，了解不同介质的折射率对光线传播的影响。

实验仪器，阿贝折射仪、各种介质样品、光源。

实验原理，阿贝折射仪是一种用来测量透明介质折射率的仪器，它利用光的折射定律来测量介质的折射率。

当光线从空气射入介质中时，会发生折射现象，其折射角与入射角之间的关系可以用折射率来描述。

通过测量不同介质的折射角和入射角，可以计算出介质的折射率。

实验步骤：1. 准备工作，将阿贝折射仪放置在水平台上，并调整好仪器的位置，使其处于水平状态。

准备好各种介质样品和光源。

2. 测量空气的折射率，首先将光源打开，使光线垂直射入阿贝折射仪，记录下入射角和折射角的数值。

通过计算可以得到空气的折射率。

3. 测量其他介质的折射率，依次将不同介质样品放入阿贝折射仪中，重复步骤2，测量不同介质的折射率。

4. 数据处理，将实验测得的入射角和折射角数据代入折射率公式中，计算出各种介质的折射率。

实验结果与分析：通过实验测得的数据，我们可以得出不同介质的折射率如下：空气，折射率为1.0003。

水，折射率为1.333。

玻璃，折射率为1.5。

通过对比不同介质的折射率，我们可以发现不同介质对光线的折射能力是不同的。

折射率越大的介质，光线在其中传播时的偏折程度越大。

这也是为什么我们在看水中的物体时会觉得物体位置发生了偏移的原因。

实验总结：通过本次实验，我们掌握了使用阿贝折射仪测量介质折射率的方法，了解了不同介质的折射率对光线传播的影响。

同时，通过实验数据的分析，我们也加深了对折射现象的理解。

在今后的学习和实验中，我们可以运用这些知识，更好地理解光的传播规律，为我们的科学研究和生产实践提供更多的帮助。

实验中可能存在的误差：在实际操作中，由于环境条件、仪器精度等因素的影响，实验测得的数据可能会存在一定的误差。

为了减小误差，我们在操作时需要尽量保持仪器的稳定，准确记录数据，并进行多次测量取平均值，以提高实验数据的准确性。

阿贝折射仪的校准方法

阿贝折射仪的校准方法说实话阿贝折射仪的校准方法这事儿，我一开始也是瞎摸索。

我试过好多方法，走了不少弯路呢。

我记得最开始的时候，我都不确定啥时候该校准，就老觉得测出来的结果不太对。

后来才知道，如果发现测量的数据总是不太稳定或者和已知标准值差得比较远的时候，就可能是该校准了。

我先试着按照说明书上最基本的方法来。

它那里说要用标准的折射液，我就找那种已知折射率的折射液。

就好比一把尺子，得先知道它准不准，这个标准折射液就像是那个准尺子，是用来给折射仪当参照的。

我把折射液涂在棱镜面上，哎呀，这一步可得小心。

我有一次就涂得太厚了，那结果简直乱七八糟。

就像给一个东西包千层饼一样，涂太多，棱柱和折射液之间的光学反应就不对劲儿了。

正确的做法应该是用滴管轻轻滴一点点，然后用镜头纸之类的轻轻抹开，让整个棱镜面都均匀覆盖薄薄一层就好。

等涂上折射液后，就开始调整目镜和读数的部分。

目镜这块呢，要把那个分划线看得特别清楚才行，就好像你看远处东西戴上了度数刚好的眼镜一样，要让眼睛看得最舒服最清晰。

读数的时候一定要特别仔细，我有时候粗心大意看差了数值，还以为是仪器没校准好。

另外还有温度这个因素。

我一开始忽略了温度的影响，结果校准老是有偏差。

就像人在不同温度下感觉还不一样呢，折射仪也是这样。

如果室温不合适，要达到准确校准就很难。

所以尽量要在比较合适的温度范围内工作。

如果温度变化大，可能还需要重新校准。

还有一个很容易被我忘掉的地方就是仪器使用前后的清洁。

我有次棱镜面上有点脏东西没擦掉就校准，那肯定不行啊。

这就好比镜片脏了看东西肯定模糊一样，要先用专门的清洁剂把棱镜面好好擦干净，不要划伤，就用擦镜纸轻轻擦，等干净明亮了再进行校准操作。

我现在还在不断摸索更好的校准方法，但目前这些都是比较实用、也是我自己多次尝试得出的经验。

溶液浓度与折射率的关系

几种溶液的折射率与其浓度关系的探究物理师范1301 赵申强摘要：工业生产和医药学中，测量溶液浓度的方法有多种，本文就光学法测量溶液浓度展开探究，利用阿贝折射仪测量室温下不同浓度溶液的折射率。

分别对酒精溶液，蔗糖溶液，氯化钠溶液进行独立测量，使用的溶剂都是纯净水。

对三种溶液测量的数据进行分析，做散点图，用最小二乘法得出线性回归方程。

最后再根据得出的方程来求出同种溶液不同折射率下的浓度，来与实际浓度做比较，分析误差。

为了简化配制溶液的步骤，采用“溶质+溶剂=100克”的模式，并记录下100克溶液的体积V（ml)，方便以后换算成g/ml，例如酒精浓度为10%，指的是100克溶液中含10克乙醇，依此类推。

关键词：蔗糖溶液，酒精溶液，氯化钠溶液，溶液浓度，折射率。

引言：本实验研究的是光从空气中射入液体中入射角与折射角正弦之间的比值，即为相对折射率。

透明液体介质折射率的准确测量对于颜色密度差别不大但但折射率变化较大的液体的准确快速的鉴别具有重要的意义。

而测量透明液体折射率与其浓度的关系，可通过测量某透明溶液的折射率而简单快捷准确的得出其浓度。

液体介质折射率的测量一般的主要方法有阿贝折射仪测定液体介质的折射率，折射极限法测液体介质的折射率，薄膜干涉法测液体介质的折射率及掠入法测量液体介质折射率等方法。

阿贝折射仪测液体的折射极限法测液体介质的折射率，薄膜干涉法测液体介质的折射率及掠入法测量液体介质折射率等方法。

阿贝折射仪测液体的折射率优点在于只需测定出折射角φ即可求得测定液体的折射率n,但其折射角不易测量，且一般液体的折射率随浓度的变化不是很明显，估此法所引起的误差可能较大。

查找使用更方便并且配置相同体积不同浓度的溶液，且进行了多组测量取平均值，降低了由于实验精度不足所引起的误差。

不足之处在于标记物的成像位置为间接测量，液体表面张力的存在，降低了实验的精正文：以下是蔗糖溶液，酒精溶液，氯化钠溶液的配制浓度，分别测出其折射率，并根据数据整理出散点图，计算出线性回归方程，得出经验公式，然后与实际配制的浓度做比较。

用阿贝折射仪测液体的折射率

用阿贝折射仪测液体的折射率折射率是透明材料的一个重要光学常数。

测定透明材料折射率的方法很多，全反射法是其中之一。

全反射法具有测量方便快捷，对环境要求不高，不需要单色光源等特点。

然而，因全反射法属于比较测量，故其测量准确度不高（大约△n=3X104），被测材料的折射率的大小受到限制（约为1.3〜1.7），且对固体材料还需制成试件。

尽管如此，在一些精度要求不高的测量中，全反射法仍被广泛使用。

阿贝折射仪就是根据全反射原理制成的一种专门用于测量透明或半透明液体和固体折射率及色散率的仪器，它还可用来测量糖溶液的含糖浓度。

它是石油化工、光学仪器、食品工业等有关工厂、科研机构及学校的常用仪器。

一、实验目的1.加深对全反射原理的理解，掌握应用方法。

2.通过对几种液体折射率的测量，学会使用阿贝折射仪。

二、教学重、难点重点：实验原理的理解阿贝折射仪的结构难点：阿贝折射仪的结构三、实验原理由全反射定律可知，当光线从光密媒质进入光疏媒质时，若入射角为某个特定角，其折射角可达90o,此入射角称为全反射临界角。

反之，当光线以90o入射角自光疏媒质进入光密媒质时，其折射角即为全反射临界角。

如图所示，在进光棱镜A、B、C'与折射棱镜ABC之间均匀充满折射率为n的液体。

设折射棱镜的折射率为n，且n>n，光线进入进光棱镜后被磨砂面A土'漫反射为各种方向的光线通过待测液体后射向折射棱镜。

沿AB面掠射的光线（入射角i=90o）经界面AB折射后以全反射临界角a进入折射棱镜，又以折射角P从BC 面出射至空气中。

所有入射角小于90o的光线都能折射进入折射棱镜，经AB面折射后的折射角都小于临界角a。

而所有入射角大于90o的光线都被棱镜的金属外壳挡住，不能进入折射棱镜。

因此，入射角等于90o的光线是折射到棱镜内的所有光线中最靠边（折射角最大）的一条光线）图中1-1'光线），其他光线均在该光线的下方（图中2-2'光线），在此光线以上则完全无光。

阿贝折射仪的使用.ppt

N1
✓ 当入射光自待测液体中以90°入射时，在折射棱镜中的折射角就是临界角αc 。该光线再经一次折射后，进入望远系统的出射角记为i。当入射光以小于90°的不同角度入射时，所有的出射角都将大于i。于是望远镜中的视场被分为明暗两个部分，二者之间的分界线即为临界角所对应的位置。记待测液体的折射率为n1,折射棱镜ABCD 的折射率为n2，且有n1＜n2。
✓
✓ 测定几种常见液体的折射率与平均色散。
实验仪器
2WA-J 阿贝折射仪纯净水及酒精溶液进光棱
镜座
带有滴管的试剂瓶两个
脱脂棉等
色散调节手轮
折射率刻度调节手轮
目镜锁紧手轮温度计
恒温器接头
实验原理
当光线从光密介质进入光疏介质时，入射角会小于折射角。改变入射角可使折射角达到90°，此时的入射角称为临界角。2WA-J 阿贝折射仪测定折射率的工作即利用了测定临界角的原理．如下图示
• 再记下折射率n。 • 根据n值，在色散表的同一横行中找出对应的A和B值。再
根据Z 值在表中查出相应的值。将所得的A ， B及代入色散公式，即可求得待测样品的平均色散值。并将结果记录在实验记录表中。
✓ 测定酒精溶液的折射率与平均色散（步骤同上）
注意事项
✓ 实验中不要忘记记录实验室温度示数 ✓ 先测纯净水的折射率再测酒精溶液的折射率 ✓ 阿贝棱镜质地较软，再利用滴管加液时，不能让滴管碰到
直接从分划板上读出测得的折射率值。
实验步骤
✓
• 打开小反光镜，调节反射镜，使两个望远镜视场明亮，调节望远镜系统中的目镜，看清分划板上的刻度线（X型准线），调节读数望远镜中的目镜，并转动棱镜手轮，看清刻度值。
• 把棱镜组打开，用酒精将棱镜表面擦洗干净，将被测液体用干净滴管加在折射棱镜表面上，并将进光棱镜盖上，用手轮锁紧。要求液层均匀充满视场而无气泡。打开遮光板，合上反射镜，调节目镜使十字线成像清晰。

阿贝折射仪与旋光效应

中国地质大学（武汉）实验报告课程名称：近代物理实验实验名称：阿贝折射仪与旋光效应学院：班号：组号：组员：指导老师：实验地点：阿贝折射仪阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率和平均色散的仪器（其中以测透明液体为主），如仪器上接恒温器，则可测定温度为0℃－70℃内的折射率。

折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、及色散大小等。

本仪器能测出蔗糖溶液的质量分数（锤度Brix）（0－95%，相当于折射率为1.333－1.531）。

故此仪器使用范围甚广，是石油工业、油脂工业、制药工业、制漆工业、日用化学工业、制糖工业和地质勘察等有关工厂、学校及有关科研单位不可缺少的常用设备之一。

一、实验原理：折射仪的基本原理即为折射定律：n1,n1n2为交界面的两侧的两种介质的折射率若光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，改变入射角可以使折射达到90°，此时的入射角称为临界角，本仪器测定折射率是基于测定临界角的原理。

当不同角度光线射入AB面时，其折射都大于Ⅰ，如果用一望远镜对出射光线视察，可以看到望远镜视场被分为明暗两部分，二者之间有明显分界线。

明暗分界处即为临界角的位置。

光与物质相互作用可以产生各种光学现象(如光的折射、反射、散射、透射、吸收、旋光以及物质受激辐射等)，通过分析研究这些光学现象，可以提供原子、分子及晶体结构等方面的大量信息。

所以，不论在物质的成分分析、结构测定及光化学反应等方面，都离不开光学测量。

下面介绍物理化学实验中常用的几种光学测量仪器。

折射率是物质的重要物理常数之一，许多纯物质都具有一定的折射率，如果其中含有杂质则折射率将发生变化，出现偏差，杂质越多，偏差越大。

因此通过折射率的测定，可以测定物质的浓度。

图Ⅱ-5-2 光的折射在实际测量折射率时，我们使用的入射光不是单色光，而是使用由多种单色光组成的普通白光，因不同波长的光的折射率不同而产生色散，在目镜中看到一条彩色的光带，而没有清晰的明暗分界线，为此，在阿贝折射仪中安置了一套消色散棱镜（又叫补偿棱镜）。

用阿贝折射仪测量溶液折射率

用阿贝折射仪测定溶液折射率阿贝折射仪是利用全反射原理制成的，能测定透明、半透明液体或固体的折射率和平均色散（其中以测透明液体为主）。

许多纯物质都具有一定的折射率，如果其中含有杂质则折射率将发生变化，出现偏差，杂质越多，偏差越大。

因此通过折射率的测定，可以测定液体物质的浓度（可溶性物质的重量占总重量的百分比，锤度）。

如仪器上接恒温器，则可测定温度为0℃~50℃内的折射率。

折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、浓度及色散大小等。

阿贝折射仪结构简单，样品用量少，测试方便快捷，是常用的分析测试仪器。

【实验目的】1．了解阿贝折射仪的原理，学会阿贝折射仪的调整和使用方法。

2．掌握使用阿贝折射仪测定物质折射率的方法。

3．测量不同浓度溶液的折射率。

【实验器材】阿贝折射仪、待测液体（不同浓度蔗糖溶液）、带滴管的滴定瓶【实验原理】1. 实验原理阿贝折射仪的基本原理为折射定律：1122sin sin n n αα=1n ，2n 为交界面两侧的两种介质的折射率（图一），1α为入射角，2α为折射角。

若光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，改变入射角可以使折射角达到90°，此时的入射角称为临界角，本仪器测定折射率就是基于测临界角的原理。

图一图二中当不同的角度光线射入AB 面时。

其折射角都大于i ，如果用一望远镜对出射光线观察，可以看到望远镜视场被分为明暗两部分，二者之间有明显分界线。

见图三所示，明暗分界线为临界角的位置。

图二中ABCD 为一折射棱镜，其折射率为2n 。

AB 面上面是被测物体。

图二图三（透明固体或液体）其折射率为1n ，由折射定律得：12sin90sin n n α︒= （1）2sin sin n i β= （2）αβΦ=+则αβ=Φ−代入（1）式得：()12sin n n β=Φ−B()2sin cos cos sin n ββ=Φ−Φ （3）由（2）式得：2222sin sin n i β=()22221cos sin n i β−=222222cos sin n n i β−= ()22222cos sin /n i n β=− 代入（3）式得：()2212sin sin cos sin n n i i =Φ−−Φ棱镜之折射角Φ与折射率2n 均已知。

阿贝折射仪测溶液折射率实验报告

阿贝折射仪测溶液折射率实验报告实验目的：1. 学习使用阿贝折射仪测量溶液的折射率。

2. 掌握实验数据的处理方法。

实验原理：阿贝折射仪是一种用于测量液体折射率的仪器。

它利用空气与液体的折射率差来测量液体的折射率。

其原理如下：当白光通过透明介质时，会因为折射而发生色散现象，不同波长的光线折射角不同。

阿贝折射仪使用一束白光通过一个玻璃棱镜，经过透镜聚焦后射到测量细管中的液体上，然后再通过阿贝折射仪中的读数筒，最后通过目镜观察到光线的颜色。

根据颜色的变化，可以测得液体的折射率。

实验步骤：1. 将阿贝折射仪放置在平稳的水平台上，并使用调节螺钉使其水平。

2. 倒入一定量的待测溶液至阿贝折射仪的测量细管中，注意排除气泡。

3. 调节目镜，使读数筒上的刻度线对齐目镜中的参考线。

4. 观察读数筒上光线的颜色，并记录对应的刻度值。

5. 重复3-4步骤，记录多组数据，以提高实验精度。

6. 清洗仪器后，重复上述步骤测量不同浓度的溶液，并记录数据。

实验数据处理：1. 根据实验数据，绘制出溶液折射率与溶液浓度的关系曲线。

2. 使用适当的拟合方法，得到溶液折射率与浓度的拟合曲线方程。

3. 根据拟合曲线方程，计算出溶液的折射率，以及对应的浓度。

实验注意事项：1. 保持仪器水平和干净，避免影响实验结果。

2. 液体待测溶液应充分搅拌均匀，以控制溶液浓度的一致性。

3. 注意读数的准确性，尽量避免读数误差。

4. 多次重复实验，取多组数据，以提高实验精度。

实验结果及讨论：根据实验数据处理得到的拟合曲线方程，我们可以通过溶液的折射率值来推算浓度。

对于不同浓度的溶液，其折射率随着浓度的增加而变化。

实验中可能存在的误差主要包括读数误差、仪器温度变化造成的折射率变化等。

为减小这些误差，我们应尽量注意读数准确性，控制仪器温度稳定，并重复实验多次取均值。

阿贝折射仪测量溶液浓度研究_廖昱博

DOI:10.13698/36-1037/c.2012.03.0062012年赣南师范学院学报ɴ．3第三期Journal of Gannan Normal University June．2012·光子学与光子技术·阿贝折射仪测量溶液浓度研究*廖昱博a，赖昭胜a，聂泰a，罗源b（赣南师范学院a．物理与电子信息学院；b．数学与计算机科学学院，江西赣州341000）摘要：采用阿贝折射仪测量研究了溶液折射率与溶液浓度的关系，结合线性最小二乘方法建立了回归方程，并将其用于溶液浓度的预测，获得了比较理想的预测结果．关键词：折射率；浓度；线性回归中图分类号：O435．1文献标志码：A文章编号：1004－8332（2012）03－0028－030引言折射率是光学介质的一个重要的物理参数，反映了物质的光学基本性质．在外界条件一定的情况下，掌握折射率的变化情况可以了解物质的光学性能、纯度、质量浓度以及色散等性质．目前，液体折射率测定的方法主要有阿贝折射仪法［1］、分光仪法［2］、牛顿环法［3］、干涉仪法［4］等．阿贝折射仪是利用全反射原理制成的，专门用于测量透明、半透明液体或固体折射率的仪器．由于其结构简单，样品用量少、测试方便快捷等优点而为分析测试工作者所喜用．许多纯物质都具有一定的折射率，如果其中含有杂质则折射率将发生变化，出现偏差，杂质越多，偏差越大．因此通过折射率的测定，可以测量物质的浓度．本文利用阿贝折射仪测量了不同浓度的蔗糖溶液、氯化钠溶液以及二者的混合溶液的折射率，并通过线性最小二乘回归方法辅助定量分析，获得了比较理想的预测结果．1实验方法1．1实验材料与仪器蔗糖、氯化钠、蒸馏水、电子天平（上海良平仪器仪表有限公司，型号：FA2004）、阿贝折射仪（上海精密科学仪器有限公司，型号：上海精科/WAY（2WAJ））、温度计等．1．2实验过程实验前配制各种不同浓度的蔗糖溶液、氯化钠溶液、以及二者混合的二组分溶液．实验时，首先调节好阿贝折射仪．打开采光棱镜的挡板，并调节读数镜视场采光棱镜，使两个望远镜视场明亮，调节望远镜系统中的目镜，看清分划板上的刻度线（X型准线），调节读数望远镜中的目镜，并转动棱镜手轮，看清刻度值，然后再把棱镜组打开，用酒精将棱镜表面擦洗干净，用蒸馏水（n20D=1．3330）作校准．用滴管将待测溶液注入照明棱镜的磨砂面上，使之均匀铺满一层．合上棱镜，转动棱镜手轮使照明望远镜中见到“半荫视场”，转动消色散棱镜手轮直至能看到很清晰的暗区边缘为止，再调节手轮使暗区边缘恰好与十字线叉丝重合，由刻度盘上记下此时的折射率，每个浓度测三次求平均值．记录室温值．2实验结果与讨论室温下（20ħ），蔗糖溶液、氯化钠溶液折射率测量结果如表1所示．由表1可知，两种溶液折射率均随浓度增大而增大．为此，将编号为1、3、5、7、9、11、12、13、14、15、17的数据用线性最小二乘回归法进行拟合，*收稿日期：2012－04－21网络出版日期：2012－05－22基金项目：江西省自然科学基金项目（2010GQW0006）；赣南师范学院教学改革研究项目（JG－1035）作者简介：廖昱博（1982－），男，江西安远人，赣南师范学院物理与电子信息学院讲师、硕士，主要从事物理学教学与光学研究工作．网络出版地址：http：//www．cnki．net/kcms/detail/36．1037．C．20120522．1526．018．html其余数据作为验证集，以检验模型的预测精度．拟合结果分别见图1和图2．其中，蔗糖溶液折射率n 与其浓度c 的线性关系式为：n =0．1117c +1．3363（1）相关系数为0．9978．氯化钠溶液折射率n 与其浓度c 的线性关系式为：n =0．1312c +1．3379（2）相关系数为0．9937．拟合结果表明，两种溶液折射率与其浓度均存在显著的线性关系．而且，当浓度为零时，溶液折射率与蒸馏水的折射率值非常接近，实验比较成功．同时，表1显示，浓度很低时，溶液折射率已与纯水的折射率相当．因此，该方法的检出限可以大致确定在0．010g /mL 的水平．利用公式（1）、（2），对验证集数据进行预测，得到蔗糖浓度预测的总体方均根误差为0．013g /mL ；氯化钠浓度预测的总体方均根误差为0．007g /mL．可见其预测精度符合要求．表1单组分溶液的折射率（浓度单位：g /mL ，室温：20ħ）编号蔗糖浓度折射率平均值氯化钠浓度折射率平均值编号蔗糖浓度折射率平均值氯化钠浓度折射率平均值10．0101．33600．0101．3376100．2301．36340．1501．358720．0301．33870．0301．3404110．2501．36540．1601．359430．0501．34170．0501．3437120．2701．36730．1801．361440．0701．34350．0601．3450130．3001．36860．1901．363650．1001．34870．0701．3482140．3301．37340．2101．366260．1301．35200．0901．3501150．3501．37480．2301．368470．1501．35300．1101．3532160．3701．37590．2401．368980．1701．35740．1301．3558170．4001．38050．2601．369590．2001．35970．1401．3570图1蔗糖溶液折射率与浓度关系曲线图2氯化钠溶液折射率与浓度关系曲线表2二组分溶液的折射率（浓度单位：g /mL ，室温：20ħ）编号蔗糖浓度氯化钠浓度折射率平均值编号蔗糖浓度氯化钠浓度折射率平均值10．4000．0101．3826100．1700．1501．376720．3700．0301．3821110．1500．1601．375330．3500．0501．3817120．1300．1801．376640．3300．0601．3816130．1000．1901．374950．3000．0701．3812140．0700．2101．373760．2700．0901．3799150．0500．2301．374170．2500．1101．3800160．0300．2401．373180．2300．1301．3806170．0100．2601．373390．2000．1401．3786二组分溶液折射率测量结果如表2所示．选取编号为1、3、5、7、9、11、12、13、14、15、17作溶液折射率对组分浓度的二元线性回归，其余编号为验证集．二元线性回归在Excel 软件下进行，得到溶液折射率n 与蔗92第3期廖昱博，赖昭胜，聂泰，等阿贝折射仪测量溶液浓度研究糖浓度c1和氯化钠浓度c2的回归方程为：n=0．0759c1+0．0804c2+1．3518（3）复相关系数达0．9882，决定系数为0．9766，校正决定系数为0．9708，估计标准误为0．0006．统计量F值为167．204，显著性水平达2．98E－07，即回归方程相关关系极显著，线性关系良好．对于二组分溶液，在已知其中一组分浓度的情况下，则可以通过测量溶液折射率，利用回归方程预测另一组分浓度．对于选定的验证集，假定溶液中的蔗糖浓度为已知（比如通过旋光法测量），由回归方程得预测结果见表3．其预测值与标准值非常接近，预测的总体方均根误差为0．005g/mL，说明该模型具有较高的预测精度．表3二组分溶液中氯化钠浓度的预测结果（浓度单位：g/mL）标准值预测值绝对误差总体方均根误差0．030 0．060 0．090 0．130 0．150 0．2400．0280．0590．0950．1410．1490．237－0．002－0．001－0．005－0．011－0．001－0．0030．0053结论我们通过不同浓度蔗糖溶液和氯化钠溶液以及二者混合溶液的折射率测定，并利用线性回归方法建立溶液折射率与组分浓度之间的回归方程，将其用于溶液浓度的预测，获得了比较理想的预测精度．同时可以大致确定该方法的检出限在0．010g/mL的水平．本实验误差主要来源于?“半荫视场”的清晰度；?读数误差；?前次测量溶液残余的影响；?环境温度变化的影响．值得注意的是，单组分溶液折射率的测量中，在蔗糖溶液低浓度一侧以及氯化钠溶液高、低浓度两侧对回归曲线仍有一定的偏离．因此，为了进一步提高预测精度，除了控制实验条件（如温度等）、减小实验误差外，还需在统计分析的基础上剔除对既定模型偏离很大的异常数据点，重新回归模型．参考文献：［1］赵海英．用MATLAB语言计算不同浓度乙醇溶液和折射率的关系［J］．大学物理实验，2001，14（1）：51－52．［2］张兆奎，缪连元，张立．大学物理实验［M］．第二版．北京：高等教育出版社，2001：91－100．［3］王玉平．用牛顿环产生的干涉条纹测量液体的折射率［J］．大学物理，2001，20（10）：29－30．［4］赵建林，李恩普，杨德兴，等．一种测量透明液体折射率的干涉折射计［J］．西安航空技术高等专科学校学报，2000，18（1）：1－3．Measurements of Solution Concentration by Using Abbe RefractometerLIAO Yubo a，LAI Zhaosheng a，NIE Tai a，LUO Yuan b（a．School of Physics and Electronic Information；b．School of Mathematics and Computer Science，Gannan Normal University，Ganzhou341000，China）Abstract：Abbe Refractometer is adopted to measure the refraction index of single-and double-component solutions．And the rela-tionships between the refraction index and solution concentration are fitted by linear least square method．Based on these models，unko-wn concentrations of sucrose and sodium chloride solution are predicted．The predicted results agree well with their normal values．Key words：refraction index；concentration；linear regression03赣南师范学院学报2012年。