阿贝折光仪测液体折射率
阿贝折射仪测液体折射率
材料物理性能课程实验报告专业班级:材料物理08级1班姓名:林作亮学号:08470101指导教师:王念【实验目的】1. 掌握用掠入射法测定物质的折射率;2. 学会阿贝折射仪的调整和使用方法;3. 测定酒精的折射率;【实验原理】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11-4所示。
在折射现象中有:显然,若,则。
其中绝对折射率较大的媒质称为光密媒质,较小的称为光疏媒质。
当光线从光密媒质进入光疏媒质时,折射角恒大于入射角,且随的增大而增大,当入射角增大到某一数值而使时,则发生全反射现象。
入射角称为临界角。
图11-4 光在两种媒质界面上的反射和折射现象图11-5 阿贝折射仪原理图阿贝折射仪就是根据全反射原理而制成的。
其主要部分是由一直角进光棱镜ABC和另一直角折光棱镜DEF组成,在两棱镜间放入待测液体,如图11-5a所示。
进光棱镜的一个表面AB为磨砂面,从反光镜M射入进光棱镜的光照亮了整个磨砂面,由于磨砂面的漫反射,使液层内有各种不同方向的入射光。
假设入射光为单色光,图中入射光线AO(入射点O实际是在靠近E点处)的入射角为最大,由于液层很薄,这个最大入射角非常接近直角。
设待测液体的折射率小于折光棱镜的折射率,则在待测液体与折光棱镜界面上入射光线AO和法线的夹角近似,而折射光线OR和法线的夹角为,由光路的可逆性可知,此折射角即为临界角。
根据折射定律:,即(11-1)可见临界角的大小取决于待测液体的折射率及折光棱镜的折射率。
当OR光线射出折射棱镜进入空气(其折射率)时,又要发生一次折射,设此时的入射角为,折射角为(或称出射角),则根据折射定律得(11-2)根据三角形的外角等于不相邻两内角之和的几何原理,由△ORE,得(11-3)将式11-1、11-2、11-3联立,解得(11-4)式中棱镜的棱角和折射率均为定值,因此用阿贝折射仪测出角后,就可算出液体的折射率。
在所有入射到折射棱镜DE面的入射光线中,光线AO的入射角等于已经达到了最大的极限值,因此其出射角也是出射光线的极限值,凡入射光线的入射角小于,在折射棱镜中的折射角必小于,从而其出射角也必小于。
阿贝折射仪原理
阿贝折射仪原理
阿贝折射仪是一种用来测量液体折射率的仪器,它基于阿贝原理,利用光线在不同介质中的折射现象来测量物质的折射率。
阿贝折射仪主要由光源、准直器、物镜、物样品架、目镜、目样品架、测量尺等部分组成。
在使用阿贝折射仪时,首先需要将待测液体样品放置在样品架上,然后通过调节目镜的焦距,观察样品中的光线折射现象,最终通过测量尺来确定折射率。
阿贝折射仪的原理是基于光线在不同介质中传播时会发生折射的现象。
当光线从一种介质射入另一种介质时,光线会发生折射现象,其折射角与入射角之间存在一定的关系,这就是著名的斯涅尔定律。
阿贝折射仪利用这一原理,通过测量光线在不同介质中的折射角,从而确定样品的折射率。
在使用阿贝折射仪时,需要注意一些影响测量精度的因素。
首先是光源的稳定性,光源的稳定性直接影响到测量结果的准确性。
其次是样品的准备,样品的纯度和清洁度会直接影响到测量结果。
另外,操作人员的技术水平和经验也会对测量结果产生影响。
除了用于测量液体样品的折射率,阿贝折射仪还可以用于测量
固体样品的折射率。
在测量固体样品时,需要将样品放置在样品架上,然后通过调节目镜的焦距,观察样品中的光线折射现象,最终通过测量尺来确定折射率。
总的来说,阿贝折射仪是一种简单、快捷、准确的测量仪器,它基于阿贝原理,利用光线在不同介质中的折射现象来测量物质的折射率。
在实际应用中,阿贝折射仪被广泛应用于化学、生物、医药等领域,为科研工作者提供了便利。
希望本文对阿贝折射仪原理有所帮助,谢谢阅读。
阿贝折射仪使用方法
阿贝折射仪使用方法
1. 准备工作:将待测液体注入阿贝仪的试样槽中,调节阿贝仪的光源和接收器,使其正常工作。
2. 校正阿贝仪:使用双折射晶体进行校正,调节阿贝仪的相位板、取样槽(液体的高度和旋转角度)、偏振镜等,使光线通过双折射晶体的两组不同极性的光线产生相位差,以使当相位差为90度时,两组光线的强度相等。
3. 测量液体的折射率:将光线通过待测液体,读取阿贝仪的角度测量值,然后使用公式计算液体的折射率。
4. 重复测量:重复步骤3,以确保数据的准确性,并取平均值作为最终的测量结果。
注意事项:
1. 阿贝折射仪的测量精度与操作技巧有很大关系,因此在操作阿贝仪时需要认真仔细,对仪器要保持细心的维护和清洁。
2. 了解阿贝仪的操作原理和校准方法,熟练操作阿贝仪的各项功能,以避免误差和测量不准。
3. 在校准和测量时要注意环境条件,尽量避开温度和湿度等对测量产生干扰的环境。
4. 防止阿贝折射仪的光源寿命和稳定性受到影响,需要关注并及时更换老化或过期的光源。
阿贝折光仪原理
阿贝折光仪原理阿贝折光仪是一种用于测量液体折射率的仪器,它利用光的折射原理来确定物质的折射率。
它主要由光源、准直器、物镜、测量样品的装置和目镜等部分组成。
在使用阿贝折光仪进行测量时,首先需要将样品放置在测量装置中,然后通过调节目镜,观察样品中的光线偏折情况,最终通过测量得到样品的折射率。
阿贝折光仪的原理基于光在不同介质中传播时会发生折射的现象。
当光线从一个介质射入另一个介质时,光线的传播方向会发生改变,这种现象就是折射。
根据折射定律,光线在两种介质中的折射角和入射角之间存在着一定的关系,这个关系可以用来计算介质的折射率。
阿贝折光仪利用这一原理,通过测量样品中光线的偏折情况,来确定样品的折射率。
在使用阿贝折光仪时,需要注意一些影响测量精度的因素。
首先,样品应该充分填满测量装置,以确保光线在样品中的传播路径是稳定的。
其次,光源的稳定性和光线的准直度也会对测量结果产生影响,因此需要对光源进行定期检查和校准。
此外,温度和压力的变化也会对样品的折射率产生影响,因此在测量时需要对这些因素进行修正。
除了测量样品的折射率外,阿贝折光仪还可以用于测量溶液的浓度、纯度和杂质含量等。
通过测量溶液的折射率,可以间接地推断出溶液的成分和含量,从而实现对溶液性质的分析和检测。
总之,阿贝折光仪是一种基于光的折射原理来测量物质折射率的仪器,它通过测量样品中光线的偏折情况来确定样品的折射率。
在使用阿贝折光仪进行测量时,需要注意一些影响测量精度的因素,如样品的填充、光源的稳定性和准直度、温度和压力的影响等。
除了测量样品的折射率外,阿贝折光仪还可以用于测量溶液的浓度、纯度和杂质含量等。
它在化学、生物、医药等领域具有广泛的应用前景。
阿贝折光仪测液体折射率
实验一 阿贝折光仪测液体物质折射率折射率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、及浓度大小等.在分光计的使用实验中将给出固体(玻璃)折射率的测定方法,本实验采用阿贝折光仪测定液体折射率.实 验 目 的(1) 学习用掠入射法测量液体折射率的原理;(2) 了解阿贝折光仪的结构和工作原理,学会使用该仪器测量液体的折射率.实 验 仪 器阿贝折光仪,滴管,蒸馏水,无水酒精,少许脱脂棉,待测液体(水).实 验 原 理光线从光密介质进入光疏介质,入射角小于折射角.逐渐加大入射角,可使折射角达到90︒.折射角等于90︒时的入射角称为临界角.反过来,若光线自光疏介质进入光密介质,入射角大于折射角.当光线以90︒角入射(掠射)时仍有光线进入光密介质,此时的折射角亦为临界角.本实验测量折射率的原理及阿贝折射计的工作原理,就是基于测定临界角的原理.1 1 掠入射法测量液体的折射率如图1.3所示,在一折射棱镜的AB 面上充满了折射率为n 1的液体,棱镜的折射率n 2> n 1.若以单色的扩展光源照射分界面AB 时,从图1.3可看出:入射角为90︒的光线1将掠射到AB 界面而折射进入三棱镜内.显然,光线1经折射面AB 后的折射角i '正如发生全反射时的临界角,因而满足21sin n n i ='(1.1)当掠入射光线1经折射到A C面,再经折射而进入空气时,设在AC 面上的入射角为ψ,折射角为φ,则有ψϕsin sin 2n = (1.2)除掠入射光线1外,其它光线如光线2在AB 面上的入射角均小于90︒,因此经三棱镜折射,最后从AC 面折射进入空气时,都在光线i '的左侧.由于入射角i 不可能比90︒大,因而在三棱镜内不可能出现比临界角i '大的光线,即AC 面上出射的光线中,没有比φ角小的折射光线,故称φ为极限角.当用望远镜对准AC 面观察时,视场中将看到明暗两部分,其分界线就是i =90︒的掠入射引起的极限角方向.由图1.3中的光路图可知:三棱镜的棱镜角A 与角i '及角ψ有如下关系:ψ+'=i A ,即ψ-='A i . (1.3)应用式(1.3),并从式(1.1)和式(1.2)中消去i '和ψ后可得 ϕϕsin cos sin sin ⋅--=A n A n 2221 . (1.4)如果棱镜角A =90°,则ϕ2221sin -=n n . (1.5)因此,当直角三棱镜的折射率n 2为已知时,测出φ角后即可计算出待测液体的折射率n 1.上述测定折射率的方法即为掠入射法.2 阿贝折光仪的测量原理及仪器结构阿贝折光仪是测量透明、半透明液体或固体折射率的常用仪器.国产的阿贝计的测量范围为 1.3000~1.7000(精度为±0.0002).若该仪器接上恒温器,则可测定温度为0℃~70℃内的折射率n .阿贝折光仪也是根据全反射原理设计的.它有两种工作方式,即透射式和反射式.本实验只要求采用透射式方法测量透明液体的折射率.透射式测量光路如图所示.将折射率为n 的待测液体放置在折射率为N的折射棱镜的AB面上,其棱角为A,并将进光棱镜盖上,则液体将充满AB面与A’B’面之间隙,并用光源照明之.如果n<N,与图1.1相同,入射到AB面上的光线,经棱镜ABC两次折射后,由AC面射出的光束,在望远镜视场中将看到半明半暗的视场,明暗分界线就对应于掠面入射光束.测出AC面上相应的临界角φ,即可应用(1.4)式计算求出待测的n值.因阿贝折射计是用望远镜观察和进行角度测量的一种直读式仪器,所以仪器中直接刻有与φ角对应的折射率值.故不需要任何计算,可直接从调节的明暗分界现象,直接读出分界线对应的折射率值.应用阿贝计测量n值时,无论采用透射光或反射光,式(1.3)都成立.反射式测量用于测量固体(透明或半透明)物质的折射率,测量方法不再介绍.实验方法(1) 校准阿贝折光仪.用蒸馏水校准.打开进光棱镜,用脱脂棉沾一些乙醚、酒精的混合液(4:1)将镜面轻擦干净,然后用滴管在镜面上滴几滴蒸馏水(其折射率标准值20℃时为1.3330),调手轮,使读数恰为1.3330,再从望远镜目镜中看叉丝交线是否与黑白分界线重合.校正完毕后,再进行测定.测定的过程中不允许随意再动此部位.(2) 测量水的折射率.要求重复读数5次,求出待测n的平均值.(3) 按照上述方法,测量另一种液体的折射率.注意事项(1) 每次测量前必须按照步骤1的方法对镜面进行清洁,清洗后必须待晾干才能再加入被测液体.(2) 任何物质的折射率都与测量时的温度和使用的光波波长有关.本仪器是在消除色散的情况下测得的折射率,其对应光波波长λ=589.3nm.如不需要测量不同温度时的折射率,测定可在室温下进行.(3) 实验完毕,必须用步骤1的方法清洗棱镜面.。
大学物理实验实验18 用阿贝折射仪测液体的折射率
实验目的
① 学习一种测液体折射率的方法。
② 学习正确使用阿贝折射仪。
实验仪器
实验原理
• 阿贝折射仪是测量透明、半透明液体或固 体折射率的仪器,还可用来测定液体的色 散及测溶液中溶质的含量等。由于它使用 简便、精度较高(仪器误差为10−4),在 生产中和实验室经常用到。但测量范围有 限(nD=1.3到nD=1.7)是其缺点。 • 其测量原理如图所示。
• 若阿贝折射仪未经校准,是否影响测量的精度?其准确度如何? • 测液体的折射率时,还应知道哪些客观条件?
测量方法:
放置方式
8
实验内容与步骤
• 清晰棱镜和校准片。 • 把校准片用溴代萘粘与棱镜中央。 • 使自然光射入棱镜调节反射玻璃。
• 调节使显微镜中的读数与校准片的折射率相故在测时应将仪器与恒温器接通。 但一般测量,也可不用恒温器,但须记下当时的室温。 • 因折射率与光波长有关,在测量时,应用单色光源。但在无单 色光源时,可用白光测量。这样误差较大,测量完毕应注明此 情况。
• 我们所用待测液体是蒸馏水和酒精,按上述作法各测8次,取其
算术平均值为测量结果,并算出平均绝对误差和相对误差。
思考题
• 如何防止校准片跌打? • 简述阿贝折射仪测折射率的原理,用其他方法能否测得折射率? • 为什么观察明暗分界线时要用望远镜,而读数时却用显微镜?
• 用阿贝折射仪如何测透明固体的折射率?
用阿贝折射仪测液体的折射率
物理实验教学中心
实验背景
• 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℃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。阿贝折射仪操 作简单、使用方便,广泛用于制糖、制药、饮 料、石油、食品、化工工业生产、科研教学部 门的检测分析中。
阿贝折光仪的使用方法
阿贝折光仪的使用方法1.准备工作:-将仪器放在水平稳定的平台上,并调整它的位置。
-清洗测量平台和测量棱镜,确保它们干净。
-准备好待测液体样本,确保其温度稳定。
2.校准测量平台:-打开折光仪,并将视场中心对准刻度盘上的0刻线。
-旋转调节盘,使刻度盘上的游标移动到刻度盘中心的刻度线上。
3.样品测量:-使用滴管或注射器,将待测液体滴在测量平台上,确保其完全覆盖测量区域。
-通过眼睛或放大镜观察,调整刻度调节仪,直到从棱镜中观察到最小分离的暗亮交替条纹。
-读取刻度盘上游标所在刻度线的值。
4.折射率计算:-根据仪器上的刻度盘数值及所用液体的折射率与温度关联表,查找并记录所测液体的折射率值。
5.清洁和保养:-测量完成后,用纯净水或溶液轻轻清洗测量平台和棱镜表面。
避免刮擦或强力擦拭。
-用干燥、软布擦干仪器的各个部分,并将其放在干燥的环境中存放。
6.注意事项:-使用之前,应查看仪器的使用手册,了解详细的操作方法和注意事项。
-频繁校准仪器可以确保测量结果的准确性。
-温度对折射率的测量结果影响很大,因此,在测量之前应注意待测液体的温度。
-避免使用刺激性或腐蚀性液体进行测量,以免损坏仪器。
-仪器在使用后应妥善保养,避免灰尘、油渍等对仪器的影响。
总结:阿贝折光仪是一种简单易用的仪器,用于测量液体样品的折射率。
通过调节刻度调节盘,观察交替的暗亮条纹并读取刻度盘上的数值,可以计算出液体的折射率。
使用之前需要进行校准,并注意操作方法和事项,以确保准确的测量结果。
仪器使用后应进行清洁和保养,以延长其使用寿命。
14阿贝折射计测量液体折射率141
用阿贝折射计测量液体折射率一、阿贝折射计的原理液体的折射率可以采取多种方法测量,使用阿贝折射计是最常用、最方便的一种方法。
本次实验要求掌握阿贝折射计测量液体折射率的原理和方法。
阿贝折射计是根据全反射原理设计的,通过测量处于临界角光线的出射角,可以算出待测液体或固体样品的折射率。
测量方法分透射法和全反射法。
透射法也称掠射法,待测量液体(n x )载于已知折射率n (n > n x )的直角棱镜的弦面AB 上,用散射光从掠射方向照亮待测介质,折射光由AC 面出射。
近似平行于分界面的掠射光线3必将以全反射的临界角i c 进入棱镜,然后以出射角3θ从棱镜另一侧面AC 出射。
在AC 面观察时可以看到一个分界非常明显的明区和暗区。
可以证明,待测介质折射率n x 和棱镜折射率n 、直角棱镜的底角(A 棱棱角)ϕ、出射角3θ有如下关系221/233(sin )sin cos sin x n n θϕϕθ=-- (1)由(1)式,只要测得出射角3θ,就可以算出待测介质的折射率n x 。
全反射法时,待测量液体(n x )依然载于直角棱镜的弦面AB 上,用散射光从做成磨砂面的直角边BC 方向照亮棱镜,漫射光在AC 面发生全反射或透射。
以全反射的临界角i c 入射于分界面的光线3以出射角3θ从棱镜另一侧面AC 出射,而入射角度小于临界角i c 的光线在界面上发生折射,进入液体,而不再能够进入棱边AC 。
入射角度大于临界角的光线发生全反射,进入AC 面。
因此在AC 面观察时仍然可以看到一个分界非常明显的明区和暗区。
,即可以判定待测折射率n x。
测得出射角3图2 全反射法光路示意图二、阿贝折射计的结构图3阿贝折射仪外形图1.测量望远镜;2、消散手柄;3、恒温水入口;4、温度计;5、测量棱镜;6、铰链;7、辅助棱镜;8、加液槽;9、反射镜;10、读数望远镜;11、转轴;12、刻度盘罩;13、闭合旋钮;14、底座。
三、阿贝折射计的使用方法1、仪器安装:将阿贝折射仪安放在光亮处,但应避免阳光的直接照射,以免液体试样受热迅速蒸发。
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。
用阿贝折射仪测量折射率
用阿贝折射仪测量折射率折射率是透明材料的重要光学常数。
测量透明材料折射率的方法很多。
最小偏向角法具有测量精度高、被测折射率的大小不受限制、不需要已知折射率的标准试件而能直接测出被测材料的折射率等优点。
但是,被测材料要制成棱镜,而且对棱镜的技术条件要求高,不便快速测量。
全反射法属于比较测量,虽然测量准确度较低(大约Δn D =3×10-4),被测折射率的大小受到限制(n D 大约为1.3—1.7),对于固体材料也需要制成试件,但是全反射法具有操作方便迅速、环境条件要求低、不需要单色光源等优点。
阿贝折射仪就是利用全反射法制成的、专门用于测量透明或半透明液体的固体折射率及平均色散n F —n C 的仪器,它还能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、研究单位和学校的常用设备之一。
【实验目的】 1. 掌握用掠入射法测定物质的折射率; 2. 学会阿贝折射仪的调整和使用方法; 3. 通过对酒精折射率的测定,确定酒精的浓度;4. 通过对不同温度下水折射率的测定,了解水的折射率随温度的变化关系。
【实验原理】 应用阿贝折射仪测量物质的折射率的方法是建立在全反射原理基础上的掠入射法。
如图1所示。
光由折射率为n 的介质射入折射率为N 的介质时,由折射定律知,入射角i 与折射角r 有以下关系:nsini =N sinr (1)如果n <N ,即光由光疏介质射入光密介质时,折射光靠近法线,亦即r <i 。
入射角可取由0°到90°的任何一数值,由式(1)折射角亦具有对应的某个数值。
当入射角达最大值i =90°时,折射角达最大值r =r c 。
此时的入光线称掠射光线,对应的折射角r c 称为折射临界角或又称全反射角,以此代入(1)式得(2)⎭⎬⎫==°c c r N n r N n sin sin 90sin 已知N 值,则测出折射临界角r c ,即可算出待测介质的折射率n 。
用阿贝折射仪测量折射率
用阿贝折射仪测量折射率折射率是透明材料的重要光学常数。
测量透明材料折射率的方法很多。
最小偏向角法具有测量精度高、被测折射率的大小不受限制、不需要已知折射率的标准试件而能直接测出被测材料的折射率等优点。
但是,被测材料要制成棱镜,而且对棱镜的技术条件要求高,不便快速测量。
全反射法属于比较测量,虽然测量准确度较低(大约Δn D =3×10-4),被测折射率的大小受到限制(n D 大约为1.3—1.7),对于固体材料也需要制成试件,但是全反射法具有操作方便迅速、环境条件要求低、不需要单色光源等优点。
阿贝折射仪就是利用全反射法制成的、专门用于测量透明或半透明液体的固体折射率及平均色散n F —n C 的仪器,它还能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、研究单位和学校的常用设备之一。
【实验目的】 1. 掌握用掠入射法测定物质的折射率; 2. 学会阿贝折射仪的调整和使用方法; 3. 通过对酒精折射率的测定,确定酒精的浓度;4. 通过对不同温度下水折射率的测定,了解水的折射率随温度的变化关系。
【实验原理】 应用阿贝折射仪测量物质的折射率的方法是建立在全反射原理基础上的掠入射法。
如图1所示。
光由折射率为n 的介质射入折射率为N 的介质时,由折射定律知,入射角i 与折射角r 有以下关系:nsini =N sinr (1)如果n <N ,即光由光疏介质射入光密介质时,折射光靠近法线,亦即r <i 。
入射角可取由0°到90°的任何一数值,由式(1)折射角亦具有对应的某个数值。
当入射角达最大值i =90°时,折射角达最大值r =r c 。
此时的入光线称掠射光线,对应的折射角r c 称为折射临界角或又称全反射角,以此代入(1)式得(2)⎭⎬⎫==°c c r N n r N n sin sin 90sin 已知N 值,则测出折射临界角r c ,即可算出待测介质的折射率n 。
阿贝折射仪测溶液折射率实验报告
西安理工大学实验报告课程名称: 普通物理实验 专业班号: 应物091 组别: 2 姓名: 赵汝双 学号: 3090831033实验名称:阿贝折射仪测介质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,如全反射法和最小偏向角法,最小偏向角法具有测量精度高、被测折射率的大小不受限制、不需要已知折射率的标准试件而能直接测出被测材料的折射率等优点。
但是,被测材料要制成棱镜,而且对棱镜的技术条件要求高,不便快速测量。
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Δn=3 ×10-4),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。
实验目的1. 加深对全反射原理的理解,掌握应用方法。
2. 了解阿贝折射仪的结构和测量原理,熟悉其使用方法。
3. 测水和酒精的折射率和平均色散实验仪器WAY 阿贝折射仪、待测液(蒸馏水,无水乙醇)、滴管 、脱脂棉实验原理一、仪器描述阿贝折射仪是测量物质折射率的专用仪器,它能快速而准确地测出透明、半透明液体或固体材料的折射率(测量范围一般为 1.4-1.7),它还可以与恒温、测温装置连用,测定折射率与温度的变化关系。
阿贝折射仪的光学系统由望远系统和读数系统组成,如图1所示。
实验日期:2011年4月21日 交报告日期:2011年4月28日 报告退发: (订正、重做) 教师审批签字:望远系统。
光线进入进光棱镜1与折射棱镜2之间有一微小均匀的间隙,被测液体就放在此空隙内。
当光线(太阳光或日光灯)射入进光棱镜1时便在磨砂面上产生漫反射,使被测液层内有各种不同角度的入射光,经折射棱镜2产生一束折射角均大于出射角度i 的光线。
阿贝折光仪
阿贝折光仪简介阿贝折光仪(Abbe refractometer)是一种用于测量透明样品折射率的仪器。
它是由德国物理学家恩斯特·卡尔·阿贝(Ernst Abbe)于19世纪末发明的。
阿贝折光仪在化学、生物、医药等领域广泛应用,可用于测量液体和固体样品的折射率,从而推测该样品的成分和纯度。
原理阿贝折光仪基于折射率与样品浓度之间的关系进行测量。
当光线从一个介质过渡到另一个折射率不同的介质时,光线的传播方向会发生偏折。
这种偏折是由于光的速度在不同介质中的变化造成的。
阿贝折光仪利用一个棱镜来产生折射和反射,样品则被放置在一个透明的样品台上。
当通过样品时,光线从空气中射入样品,然后被棱镜折射和反射。
根据样品所引起的折射和反射的角度,可以计算出样品的折射率。
使用步骤使用阿贝折光仪进行测量通常需要以下几个步骤:1.准备样品:将要测试的样品准备好。
样品可以是液体或固体,但必须是透明且无气泡的。
2.校准仪器:在进行测量之前,需要校准阿贝折光仪。
通常可以使用标准液体(具有已知折射率值)进行校准。
校准前,请确保样品室内的温度和湿度是稳定的。
3.放置样品:将样品放置在样品台上,并确保样品与棱镜接触均匀,没有气泡或杂质。
4.测量折射率:通过调节仪器上的旋钮,观察测量范围内的标尺和样品图像。
调整旋钮以使样品图像最清晰,同时记录标尺上的数值。
这将是样品的折射率。
5.计算结果:根据标尺上的数值,可以使用特定公式计算出样品的折射率。
这通常需要参考仪器的用户手册或其他相关文献。
6.清洁和维护:使用完后,及时清洁仪器,并注意保养和存放。
应用领域阿贝折光仪在多个领域中得到了广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:化学在化学实验室中,阿贝折光仪可以用于测量溶液的折射率,从而推测其浓度、纯度以及溶质的种类和含量。
这对于化学分析和质量控制非常重要。
食品科学阿贝折光仪在食品科学中的应用非常广泛。
它可以用于测量不同食品样品的折射率,从而推测其含糖量、脂肪含量、溶解度等物理和化学特性。
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,掌握实验原理和操作方法,加深对光的折射现象的理解。
实验仪器与原理,阿贝折射仪是一种用来测量透明物质折射率的仪器。
其原理是利用光的折射现象和斯涅尔定律,通过测量透明介质的折射角和入射角,计算出介质的折射率。
实验步骤:1. 将阿贝折射仪放在水平桌面上,调整仪器使其水平。
2. 打开光源,调节光源位置,使其垂直入射到折射仪的刻度盘上。
3. 在折射仪的刻度盘上找到零刻度位置,将测量介质(如水、玻璃等)放在刻度盘上,并固定好。
4. 调节望远镜,使其对准刻度盘上的刻度线。
5. 观察望远镜中的刻度线,移动望远镜,使其对准测量介质的刻度线。
6. 记录望远镜的刻度读数,分别记录入射角和折射角的刻度读数。
7. 换不同的介质,重复步骤3-6,记录不同介质的入射角和折射角的刻度读数。
实验数据处理:根据斯涅尔定律,可以得到折射率n的计算公式为,n = sin(入射角)/sin(折射角)。
根据实验记录的入射角和折射角的刻度读数,可以计算出不同介质的折射率。
实验结果与分析:根据实验数据处理得到的结果,我们可以得到不同介质的折射率。
通过比较实验结果和标准值,可以分析实验中可能存在的误差,并对实验结果进行修正和改进。
实验结论:通过本次实验,我们成功使用阿贝折射仪测量了不同介质的折射率,掌握了实验原理和操作方法。
同时,也加深了对光的折射现象的理解。
实验结果对于理论知识的验证具有重要意义。
实验中可能存在的误差和改进:在实验过程中,可能存在仪器误差、操作误差等因素,导致实验结果与标准值有一定偏差。
在以后的实验中,可以通过提高仪器精度、加强操作规范等方式,减小误差,提高实验结果的准确性和可靠性。
总结:本次实验不仅加深了对光的折射现象的理解,还提高了我们的实验操作能力和数据处理能力。
通过不断的实验实践,我们可以更好地理解和应用光学知识,为今后的学习和科研打下坚实的基础。
用阿贝折射仪测定液体折射率
中折射率刻度读出nx值
nnx x
sin A
sin A
nn2 2
sins2in2c
os Asin
cosAsin
阿贝折射仪结构 为使用方便,阿贝折射仪光源采用日光而不
用单色光。日光通过棱镜时由于其不同波长
的线光模的糊折。射为率此不在目同测镜,量因望而 远产镜生的色镜散筒,下使面临设界计
用阿贝折射仪测定液体折射率
五邑大学物理实验中心
用途
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(折光率可精确到小数点4位后),重现性 好,是教学和科研工作中常见的光学仪器。
使用方法
1. 加样 松开锁钮,开启进光棱镜,将被测液体用干净滴
管加在折射棱镜的抛光面,并将进光棱镜盖上,用 手轮锁紧,要求液层均匀,无气泡。 2. 对光 转动手柄,使刻度盘标尺上的示值为最小,于是 调节反射镜,使入射光进入棱镜组,同时从测量望 远镜中观察,使视场最亮。调节目镜,使视场准丝 最清晰。
实验原理
光在两种不同的媒质中传播,会发生反射和折射现象。
n1 sin1 n2 sin2
0 1
全反射:
折射定律
n1
n1 n2,1 0 临界角
阿贝折射仪根据全反射原理制成 光密媒介 光疏媒介
n2
2 2 90
透射光(掠入射)法
进. 读数
由于眼睛在判断临界线是否处于准丝点交点上时,
容易疲劳,为减少偶然误差,应转动手柄,重复测 定三次,三个读数相差不能大于0.0002,然后取其 平均值。试样的成分对折光率的影响是极其灵敏的, 由于玷污或试样中易挥发组分的蒸发,致使试样组 分发生微小的改变,会导致读数不准,因此测一个 试样须应重复取三次样,测定这三个样品的数据, 再取其平均值。
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Δn=3×104),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,它还可用来测量液体的折射率。
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.通过对水、和酒精折射率的测量,学会使用阿贝折射仪。
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.1. 测量望远镜2。
消色散手柄 3. 恒温水出口4。
温度计5。
测量棱镜 6. 铰链7。
辅助棱镜8。
加热槽9. 反射镜10。
读数望远镜11。
转轴12. 刻度盘罩13. 锁钮14. 底座提供测定折光率的样品,应以分析样品的标准来要求,被测液体的沸点范围要窄.其具体操作如下所述。
1.将折光仪与恒温水浴连接,调节所需要的温度,同时检查保温套的温度计是否精确.一切就绪后,打开直角棱镜,用丝绢或擦镜纸沾少量乙醇、乙醚或丙酮轻轻擦洗上下镜面,不可来回擦,只可单向擦。
待晾干后方可使用。
(由于对测量的要求不高此步省略)2. 阿贝折光仪的量程为1.3000~1。
7000,精密度为±0.0001,温度应控制在±0.1℃的范围内.恒温达到所需要的温度后,将待测样品的液体2~3滴均匀地置于磨砂面棱镜上,滴加样品时应注意切勿使滴管尖端直接接触镜面,以防造成刻痕.关紧棱镜,调好反光镜使光线射入。
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。
阿贝折射仪原理
阿贝折射仪原理阿贝折射仪是一种用来测量液体折射率的仪器,它是由德国物理学家恩斯特·阿贝于19世纪末发明的。
阿贝折射仪的原理基于光在不同介质中传播时发生折射的现象,通过测量光线在被测液体中的折射角,可以计算出液体的折射率。
本文将介绍阿贝折射仪的原理及其工作过程。
首先,我们来了解一下光的折射现象。
当光线从一种介质射入另一种介质时,由于介质的密度不同,光线会发生折射。
根据斯涅尔定律,入射角、折射角和介质折射率之间存在着一定的关系,即sin(i)/sin(r)=n,其中i为入射角,r为折射角,n 为介质的折射率。
利用这个关系,我们可以通过测量折射角来确定介质的折射率。
阿贝折射仪的结构比较简单,主要由光源、准直器、样品池、望远镜等部分组成。
工作时,首先将被测液体注入样品池中,然后通过准直器使光线垂直射入样品池,光线经过液体后被望远镜观察到,这时可以测量出光线的折射角。
根据斯涅尔定律,结合已知的入射角,即可计算出液体的折射率。
在实际使用中,为了提高测量的准确性,通常会进行一些校正和修正。
比如,可以使用空气或水来校正仪器的零点,以确保测量的准确性。
此外,还可以通过使用标准溶液来进行修正,以校准仪器的测量范围。
总的来说,阿贝折射仪利用光的折射原理来测量液体的折射率,其原理简单而有效。
通过测量光线在液体中的折射角,结合斯涅尔定律,可以准确地计算出液体的折射率。
在实际应用中,阿贝折射仪被广泛用于化学、生物、医药等领域,是一种非常重要的实验仪器。
总结一下,阿贝折射仪原理基于光的折射现象,通过测量光线在被测液体中的折射角来计算液体的折射率。
在实际使用中,需要进行一些校正和修正来确保测量的准确性。
阿贝折射仪在化学、生物、医药等领域有着广泛的应用,是一种非常重要的实验仪器。
阿贝折射仪的使用
均匀,充满视场,无气 泡。
2.对光
打开遮光板,合 上反射镜,调节 目镜视度,使十 字线成象清晰,
3. 粗调
转动手柄,使刻度盘标尺上的示值逐渐增大,直至观察到视场中出 现彩色光带或黑白临界线为止。
4. 消色散
转动消色散手柄,使视场内呈现一个清晰的明暗临界线。
• 适当调节聚光镜。此时视场下方显示的示值即为待测液体 的折射率。
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 阿贝棱镜质地较软,再利用滴管加液时,不能让滴管碰到
棱镜面上,以免划伤;并合棱镜时,应防止待测液层中存 在有气泡。 每次测量后,棱镜表面必须用蒸馏水冲洗干净,用棉花擦 镜纸轻轻把水分吸干,擦净。 做完实验后,整理仪器时别忘记填写仪器设备使用记录
注意:
在正式测定前可 用纯水调校仪器。 当分界线位于十 字线的中心时, 下方显示值应为 上排读数0(百分 比浓度)、下排 1.333(折射率)。
如刻度值不正确, 可用螺丝刀旋转 调节螺丝校正。
实验步骤
测定纯净水的折射率
• 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。
进光棱 镜座
目镜 锁紧手轮 温度计
色散调节 手轮
恒温器接 头
折射率刻度 调节手轮
其中心部件是由两块直角棱镜组成的棱镜组,下面一块是可以启闭的 辅助棱镜,其斜面是磨砂的,液体试样夹在辅助棱镜与测量棱镜之间,展 开成一薄层。光由光源经反射镜反射至辅助棱镜,磨砂的斜面发生漫射。
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
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实验一 阿贝折光仪测液体物质折射率
折射率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、及浓度大小等.在分光计的使用实验中将给出固体(玻璃)折射率的测定方法,本实验采用阿贝折光仪测定液体折射率.
实 验 目 的
(1) 学习用掠入射法测量液体折射率的原理;
(2) 了解阿贝折光仪的结构和工作原理,学会使用该仪器测量液体的折射率.
实 验 仪 器
阿贝折光仪,滴管,蒸馏水,无水酒精,少许脱脂棉,待测液体(水).
实 验 原 理
光线从光密介质进入
光疏介质,入射角小于折射
角.逐渐加大入射角,可使
折射角达到90︒.折射角等
于90︒时的入射角称为临界
角.反过来,若光线自光疏
介质进入光密介质,入射角
大于折射角.当光线以90︒
角入射(掠射)时仍有光线
进入光密介质,此时的折射
角亦为临界角.本实验测量折射率的原理及阿贝折射
计的工作原理,就是基于测
定临界角的原理.
1 1 掠入射法测量液体的折射率
如图1.3所示,在一折射棱镜的AB 面上充满了折射率为n 1的液体,棱镜的折射率n 2> n 1.若以单色的扩展光源照射分界面AB 时,
从图1.3可看出:入射角为90︒的光线1将掠射到AB 界面而折射进入三棱镜内.显然,光线1经折射面AB 后的折射角i '正如发生全反射时
的临界角,因而满足
21
sin n n i ='
(1.1)
当掠入射光线1经折射到A C面,再经折射而进入空气时,设在AC 面上的入射角为ψ,折射角为φ,则有
ψϕsin sin 2n = (1.2)
除掠入射光线1外,其它光线如光线2在AB 面上的入射角均小于90︒,因此经三棱镜折射,最后从AC 面折射进入空气时,都在光线i '的左侧.由于入射角i 不可能比90︒大,因而在三棱镜内不可能出现比临界角i '大的光线,即AC 面上出射的光线中,没有比φ角小的折射光线,故称φ为极限角.当用望远镜对准AC 面观察时,视场中将看到明暗两部分,其分界线就是i =90︒的掠入射引起的极限角方向.
由图1.3中的光路图可知:三棱镜的棱镜角A 与角i '及角ψ有如下关系:
ψ+'=i A ,
即
ψ-='A i . (1.3)
应用式(1.3),并从式(1.1)和式(1.2)中消去i '和ψ后可得 ϕϕsin cos sin sin ⋅--=A n A n 2221 . (1.4)
如果棱镜角A =90°,则
ϕ2221sin -=n n . (1.5)
因此,当直角三棱镜的折射率n 2为已知时,测出φ角后即可计算出待
测液体的折射率n 1.上述测定折射率的方
法即为掠入射法.
2 阿贝折光仪的测量原理及仪器结构
阿贝折光仪是测量透明、半透明液体
或固体折射率的常用仪器.国产的阿贝计
的测量范围为 1.3000~1.7000(精度为
±0.0002).若该仪器接上恒温器,则可测
定温度为0℃~70℃内的折射率n .
阿贝折光仪也是根据全反射原理设计
的.它有两种工作方式,即透射式和反射
式.本实验只要求采用透射式方法测量透
明液体的折射率.透射式测量光路如图所
示.
将折射率为n 的待测液体放置在折射
率为N的折射棱镜的AB面上,其棱角为A,并将进光棱镜盖上,则液体将充满AB面与A’B’面之间隙,并用光源照明之.如果n<N,与图1.1相同,入射到AB面上的光线,经棱镜ABC两次折射后,由AC面射出的光束,
在望远镜视场中将看到半明半暗的视场,明暗分界线就对应于掠面入射光束.测出AC面上相应的临界角φ,即可应用(1.4)式计算求出待测的n值.因
阿贝折射计是用望远镜观察和进行角度测量的一种直读式仪器,所以仪器中直接刻有与φ角对应的折射率值.故不需要任何计算,可直接从调节的明暗分界现象,直接读出分界线对应的折射率值.应用阿贝计测量n值时,无论采用透射光或反射光,式(1.3)都成立.反射式测量用于测量固体(透明或半透明)物质的折射率,测量方法不再介绍.
实验方法
(1) 校准阿贝折光仪.
用蒸馏水校准.打开进光棱镜,用脱脂棉沾一些乙醚、酒精的混合液(4:1)将镜面轻擦干净,然后用滴管在镜面上滴几滴蒸馏水(其折射率标准值20℃时为1.3330),调手轮,使读数恰为1.3330,再从望远镜目镜中看叉丝交线是否与黑白分界线重合.校正完毕后,再进行测定.测定的过程中不允许随意再动此部位.
(2) 测量水的折射率.要求重复读数5次,求出待测n的平均值.
(3) 按照上述方法,测量另一种液体的折射率.
注意事项
(1) 每次测量前必须按照步骤1的方法对镜面进行清洁,清洗后必须待晾干才能再加入被测液体.
(2) 任何物质的折射率都与测量时的温度和使用的光波波长有关.本仪器是在消除色散的情况下测得的折射率,其对应光波波长λ=589.3nm.如不需要测量不同温度时的折射率,测定可在室温下进行.
(3) 实验完毕,必须用步骤1的方法清洗棱镜面.。