abei折光仪的结构及使用

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。

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。

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。

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。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。光的折射现象与折射定律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。

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＝

显然n1＝n2＝

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

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．全反射N真空介质NCN真空介质

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

(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：(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，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工作原理

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。密ββ0疏αα＝90°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。密ββ0疏αα＝90°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。图二图二从图二可以看出，对于光线“1”，当i→90o，sini→1，则上式变为因此，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.

阿贝折光仪的临界折射阿贝尔折光仪是根据临界折射现象设计的

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。阿贝折光仪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－恒温器接头阿贝折射仪结构图影响折射率测定的因素

（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。（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。

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。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；阿贝折射仪的操作程序四、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；

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。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。常见阿贝折光仪

双物镜阿贝折光仪WAY-12S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。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。例6.按照有效数字规则读出下列电表的测量值接0~3A量程时读数为________A.0.89(0.1×8+0.1×9/10)A=0.89A误差值0.88----0.89A1.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。

如刻度尺、螺旋测微器