阿贝折射仪测定物质折射率

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阿贝折射仪测定物质折射率

实验目的

1. 要了解阿贝折射仪的结构和测量原理，熟悉使用方法。

2. 掌握使用阿贝折射仪测定物质折射率的方法。

3. 用阿贝折射仪测量液体（不同温度下）的折射率和固体折射率。

实验仪器

阿贝折射仪、 待测液体（若干） 、葡萄糖溶液（若干不同浓度值） 、无水酒精（若干）、蒸馏水（若干）、镜头纸、滴管（三支）。

实验原理：

折射仪的基本原理即为折射定律： n 1 sin

1

n 2 sin

2

， n 1，n 2 为交界

面的两侧的两种介质的折射率（图一）。

1

为入射角， 2

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，本仪器测定折射率是基于测定临界角的原理。

图二中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，明暗分界处即为临界角的位置。

图一

图二

图三

图二中 ABCD 为一折射棱镜，其折射率为 n 2。AB 面上面是被测物体。（透明固体或液体）其折射率为 n 1 ，由折射定律得：

n sin 90 o

n 2 sin 2

（ 1）

n 2 sin

sin i

则

（ 2）

n 2 2

代入（ 1）式得： n 1 n 2 sin( ) n 2 (sin

cos

2

cos sin )

2

（ 3）

由（ 2）式得： 2 sin 2

sin 2

i

推出 cos

（ n 2 sin i ）

2 2

代入（ 3）式得： n 1 sin

2

sin 2

i cos sini

棱镜之折射角 与折射率 n 2 均已知。当测的临界角 i 时，即可换算的被测

物体之折射率 n 1。

实验步骤

1. 在开始测定前，必须先用蒸馏水或用标准试样校对读数。

2. 每次测定工作之前及进行示值校准时必须将进光棱镜的毛面， 折射棱镜的抛

光面及标准试样的抛光面，用无水酒精与乙醚（

1： 1）的混合液和脱脂棉花轻

擦干净，以免留有其他物质，影响成相清晰度和测量准确度。 3. 测定透明液体：

将被测液体用干净滴管加在折射棱镜表面， 并将进光棱镜盖上， 用手轮锁紧， 要求液层均匀，充满视场，无气泡。打开遮光板，合上反射镜，调节目镜视度， 使十字线成相清晰， 此时旋转手轮并在目镜视场中找到明暗分界线的位置， 再旋

转手轮使分界线不带任何彩色， 微调手轮， 使分界线位于十字线的中心， 再适当转动聚光镜，此时目镜视场下方显示的示值即为被测液体的折射率。 4. 测定透明固体：

被测物体上需有一个平整的抛光面。把进光棱镜打开，在折射棱镜的抛光面 加 1－2 滴比被测物体折射率高的透明液体（如溴代萘） ，并将被测物体的抛光 面擦干净放上去， 使其接触良好， 此时便可在目镜视场中寻找分界线， 瞄准和读数的操作方法如前所述。

5. 若需测量在不同温度时的折射率，将温度计旋入温度计座中，接上恒温器的

n n

通水管，把恒温器的温度调节到所需测量温度，接通循环水，待温度稳定十分钟后，即可测量。

注意事项

(1) 、测量工作开始前，要做好棱镜的清洁工作，以免在工作面上残留其它物质

而影响测量精度。

(2) 、必须对阿贝折射仪进行读数校正。通常最简便的方法是用蒸流水来校正，

因为蒸流水在一定温度（20 o C ）和一定光源（钠光5893 ? ），它的折射率为定值，n ＝１.3330 。因此，只要在棱镜上滴几滴蒸流水到进光棱镜上，调节并读

取其折射率的值，如不相符，可微动仪器上的校正螺旋，使完全相同。这样，阿

贝折射仪的读数就校正好了。

(3) 、任何物质的折射率都与温度有关，本仪器在消除色散的情况下测得的折射

率，其对应光波波长=5893 ? ，如不需测量不同温度时的折射率，可在室温下

进行。

思考问题

1.阿贝折射仪测定折射率的理论依据是什么？如待测物质的折射率大于折射

棱镜的折射率，能否用阿贝折射仪测定？为什么？试讨论本实验所能测定的折射

率的范围。

2.分析望远镜中观察到的明暗视场分界线是如何形成的。

3.根据以上原理，写出用分光计测量液体折射率的实验步骤。

4.若仪器未校准，它将主要影响测量的准确度还是精密度？

旋光仪效应

实验目的

1 熟悉旋光仪的结构、原理和使用方法；

2 测量旋光溶液的旋光率和百分浓度

实验仪器

旋光仪，盛液玻璃管，温度计，已知和未知浓度的葡萄糖溶液。

实验原理

旋光仪的工作原理是建立在偏振光的基础上，并用旋转偏振光偏振面的方法来达到测量目的。

在零度位置时，AA ’垂直于中线OX。

上图中，AA ’表示检偏镜振动方向，OP 与OP ’表示视场两半偏振光的振动方向。

当光束经过旋光物质后，偏振面被旋转了一个角度α，如上图虚线所示，这时，两半的偏振光在AA ’上的投影不等，而是右半亮，左半暗，如把检偏镜偏振面AA ’在相同方向转动α角，则可重新使视场照度相等。这时，检偏镜所转的角