折射率的测量..docVIP

测量物体折射率的几种方法 摘要：系统而详细地介绍了测量液体和固体折射率的三种方法——掠面人射法、插针法、分光计法，并对其原理和特点进行了分析，这些测量方法都具有原理简单易懂、测量设备和操作方法简便可行的特点 关键词：固体；液体；折射率；测量方法 引言 折射率是物质的重要光学参数之一，借助折射率能了解物质的光学性能、纯度、浓度以及色散等性质，其他的一些参数(如热光系数)也与折射率密切相关。在化工、医药、食品、石油等工业部门及高校实验中，经常要测定一些液体和固体的折射率。因此，对固体和液体折射率的准确测量，在许多领域都有重要意义。在固体和液体折射率的测量方法中，有通过测量光线透过三角形样品的最小偏转角法，有通过测量液体和棱镜交界处的临界角法等许多方法。本文着重介绍测量液体和固体折射率的三种简单实用的方法，给出给中方法的点典型实验装置图，分析给自的实验原理，并对这些方法的特点进行比较，从而得出这些测量方法都具有简单易懂、测量设备和操作方法简便可行的特点。 1 阿贝尔折射仪（略面入射法） 阿贝尔折射仪测量液体的折射率是根据全反射原理，通过测量处于临界光线的出射角，从而计算出待测液体的折射率。 1.1 测量原理简介 用阿贝折射仪测量折射率，利用的是全反射原理(见图1)。 由图（1）可知： （1） （2） 或 （3） 根据图（1）所示情况，（3）式取“-”号；反之，取“+”号。最后可计算被测玻璃的折射率： 式的符号取法与(3)式相同。由测量原理可知，本方法所测试样的折射率必须小于。 1.2 仪器简介 阿贝折射仪的光学系统由望远系统和读数系统组成，如图（2）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。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不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，分划板上有十字分划线，通过目镜8能看到如图3上部分所示的象。 读数系统。光线经聚光镜12照明刻度板11（刻度板与摆动反射镜3连成一体同时绕刻度中心作回转运动）。通过反射镜10，读数物镜9，平行棱镜6将刻度板上不同部位折射率示值成象于分划板7上(见图4) 图 2 望远系统读数系统光路图 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.平行棱镜7.分划板8.目镜9.读数物镜10反光镜11.刻度盘12.聚光镜 图 3 读数镜视场中右边为液体折射率刻度，左边为蔗糖溶液质量分数（锤度Brix）（0-95％，刻度） 图4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色散值刻度圈8目镜9盖板10锁紧手轮11折射标棱镜座12照明刻度聚光镜13温度计座14底座15折射率刻度手轮17壳体18恒温器接头 1.3 测定液体的折射率 在测量酒精折射率之前必须对阿贝尔折射仪进行定标，我们采用的是用水进行定标。用脱脂棉沾酒精将进光棱镜和折射棱镜擦拭干净，干燥后使用。避免因残留有其他物质，而影响测量结果。 用滴管将少许待测液滴（自来水）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。 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量，旋转折射率刻度调节手轮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。 再次微调手轮15，使明暗分界线正对十字线中心。此时，目镜视场中折射率刻度示值即为被测液体的折射率。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量值。 在定标时，如果测出水的折射率不是1.33，再次旋转微调手轮15，使读数为1.33为止。定标完成后，用脱脂棉沾酒精将进光