阿贝折射仪测溶液折射率实验报告

1、专业资料学习参考西安工大学实验报告成绩课程名称：普通物实验实验日期：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：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折射是透明材的一个重要光学常数。测定透明材折射的方法很多，如全反射法和最小偏向角法，最小偏向角法具有测高、被测折射的大小受限制、需要已知折射的标准试件而能直接测出被测材的折射等优点。但是，被测材要制成棱镜，而且对棱镜的技术条件要求高，快速测。全反射法具有测方快捷，对环境要求高，需要单色光源等特点。然而，因全反射法属于比较测，故其测准确高（大约n

2、=3X10-），被测材的折射的大小受到限制（约为1.31.7），且对固体材还需制成试件。尽管如此，在一些要求高的测中，全反射法仍被广泛使用。阿贝折射仪就是根据全反射原制成的一种专门用于测透明或半透明液体和固体折射及色散的仪器，它还可用来测溶液的含浓。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. 加深对全反射原的解，掌握应用方法。2. 解阿贝折射仪的结构和测原，熟悉其使用方法。3. 测水和酒的折射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、脱脂棉实验原一、仪器描述阿贝折射仪是测物质折射的专用仪器，它能快速而准确地测出透明、半透明液体

3、或固体材的折射（测范围一般为1.4-1.7），它还可以与恒温、测温装置连用，测定折射与温的变化关系。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。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时在磨砂面上产生漫反射，使被测液层内有各种同角的入射光，经折射棱镜2产生一束折射角均大于出射角i的光线。由摆动反射镜3将此束光线射入消色散棱镜组4，此消色散棱镜组是由一对等色散阿米西棱镜组成，其作用是可获得一可变色散来抵消由于折射棱镜对同被测物体所产生的色散。再由望远镜5将此明暗分界线成像于分划板7上，分划板上有十

4、字分划线，通过目镜8能看到如图2上部分所示的象。读数系统。光线经聚光镜12照明刻板11（刻板与摆动反射镜3连成一体同时绕平棱镜6将刻板上同部位折射刻中心作回转运动）。通过反射镜10，读数物镜9，示值成象于分划板7上（见图2）图1望远系统读数系统光图1. 进光棱镜2.折射棱镜3.摆动反光镜4.消色散棱镜组5.望远物镜组6.平棱镜7.分划板8.目镜9.读数物镜10反光镜11.刻盘12.聚光镜读敷镇视坝望远镇视场图2Brix）（0-95，读数镜视场中右边为液体折射刻，左边为蔗溶液质分数（锤刻）图3仪器结构图1反射镜2棱镜座连接转轴3遮光板5进光棱座6色散调节手轮7色散值刻圈8目镜9盖板10锁紧手轮1

5、1折射标棱镜座12照明刻聚光镜13温计座14底座15折射刻手轮17壳体18恒温器接头二、实验原阿贝折射仪是根据全反射原设计的，有透射光（入射）与反射光（全反射）两种使用方法。（一）测定液体的折射待测物为透明液体，一般用透射光即入射方法来测其折射nx。阿贝折射仪中的阿卩、棱镜组由两个直角角棱镜（折射为n）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。如图4所示，图4光先射入进光棱镜，由其磨砂弦面A，B，产生漫射光穿过液层进入折射棱镜（图中ABC）°因此到达液体和折射棱镜的接触面（AB面）

6、上任意一点E的诸光线（如1，2，3等）具有各种同的入射角，最大的入射角是90。，这种方向的入射称为入射。对同方向入射光中的某条光线，设它以入射角i射向AB面，经棱镜两次折射后，从AC面以0角出射，n<n，则由折射定得xnsini二nsina1)xnsin卩=sin02)其中a为AB面上的折射角，B为AC面上的入射角。由图4得棱镜顶角A与a角及角的关系为A=a+卩则a=A一卩代入1)式得nsini二nsin(A-p)二n(sinAcosp-cosAsinp)3)x由2)式得n2sin2p=sin20即n2(1-cos2p)二sin20n2-n2cos2p二sin20则cos(n2sin20

7、)/n2代入3)式得:nsini=sinA*：n2-sin20cosAsin0x从图4可以看出，对于光线“1，有i90，sini1，sin0sinq，则上式变为n=sinA、'n2sin2申一cosAsinqx因此，折射棱镜的折射n、折射顶角95已知，只要测出出射角q即可求出待测液体的折射n。xA二a-p，这时出射光线与顶角A在AC面法线的同侧，上式变为n=sinA：'n2-sin2q+cosAsinqx阿贝折射仪是如何测与光线“1相对应的出射角q呢?由图4可知。除光线“1外，其它光线“2、“3等在AB面上的入射角皆小于90。因此当扩展光源的光线从各个方向射向AB面时，凡入射角

8、小于90的光线，经棱镜折射后的出射角必大于角而偏折于“1的左侧形成视场。而“1的另一测因无光线而形成暗场。显然，明暗视场的分界线就是入射光束“1的出射方向(“1)。阿贝折射镜标出与q角对应的折射值，测时只要使明暗分界线与望远镜叉丝交点对准，就可从视场中折射刻读出nx值。任何物质的折射与测时使用的光波的波长有关。阿贝折射仪因此有光补偿装置(阿米西棱镜组)，所以测时可用白光光源，且测结果相当于对钠黄光(入=589.3nm)的折射(即nD)。另外，液体的折射还与温有关，因此仪器接上恒温器，则可测定温为0°C-50°C内的折射即nD。实验内容与步骤测定液体的折射1. 用脱脂棉沾酒将

9、进光棱镜和折射棱镜擦拭干净，干燥后使用。避免因残有其他物质，而影响测结果。2. 用滴管将少许待测液滴在折射棱镜的表面上，并将进光棱镜盖上，旋紧棱镜锁紧手轮10锁紧，待测液在中间形成一层均匀无气泡的液膜。3. 打开进光棱镜上的遮光板，关闭折射棱镜上遮光板用透射光测，旋转折射刻调节手轮15找到明暗分界线使之大致对准十字叉丝的交点。然后旋转阿米西棱镜手轮6，消除视场中出现的色彩，使视场中只有黑白分界线。4. 再次微调手轮15，使明暗分界线正对十字线中心。此时，目镜视场中折射刻示值即为被测液体的折射。读取数据时首先沿正方向旋转棱镜转动手轮（如向前），调节到位后，记录一个数据。然后继续沿正方向旋转一小段

10、后，再沿反方向（向后）旋转棱镜转动手轮，调节到位后，又记录一个数据。取两个数据的平均值为一次测值。6次。关闭进光棱镜遮光板，打开折6次。测溶液时，还要同时测出5. 分别测定蒸馏水、无水乙醇和溶液的折射各射棱镜遮光板用反射光法测三种溶液折射各其锤。6. 对透射光法和反射光法测定两组数据各求平均值和确定。数据记录及处水的折射'"水J3】05酒的折射n酒精九3390水5顺时针逆时针酒5顺时针逆时针41.741.841.241.141.441.541.841.541.541.141.141.641.541.941.741.441.041.041.141.45各平均值41.4241.4

11、65各平均值41.3841.45平均值41.445平均值41.39水平均色散的计算公式为An二A+B8查表知A=0.0249275B=0.0334235=0.52608水An=0.04251水平均色散的计算公式为An二A+B5查表知A=0.024785B=0.0329575=0.45361酒精An=0.03973酒精注意事项1.使用仪器前应先检查进光棱镜的磨砂面、折射棱镜及标准玻璃块的光学面是否干净，如有污迹用酒棉擦拭干净。2. 用标准块校准仪器读数时，所用折射液宜太多，使折射液均匀布满接触面即可。过多的折射液堆积于标准块的棱尖处，既影响明暗分界线的清晰，又容造成标准块从折射棱镜上掉而损坏。3. 在加入的折射液或待测液中，应防止有气泡，以免影响测结果。4. 读取数据时，首先沿