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八 阿贝折射仪
(2017/07/18 14:45:12)

八 阿贝折射仪
 

折射率是物质的重要物理常数之一,可借助它了解物质的纯度、浓度及其结构,在实验室中可用阿贝折射仪来测量液体物质的折射率,液体用量少,操作方便,读数准确。

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:

式中α为入射角;为折射角;为交界面两侧两种介质的折射率。在一定温下对于一定的两种介质,其比值是一定的。当光束由光疏介质进入光密介质时(20),入射角大于折射角(反之,则人射角小于折射角)。若冬射角增大时折射角也增大,当入射角=90o时,折射角为,故任何方向的入射光都可进入光密介质中,但其折射角一定服从不等式

结构 折射仪是根据上述临界折射现象设计的,其外形如图21所示,图22是它的构造示意图。镜箱由两个折射率为1.75的玻璃直角棱镜所构成,上部为基本棱镜,下部为辅助棱镜。从反射镜反射来的入射光进入棱镜3,此棱镜的,面为一毛玻璃,入射光在毛玻璃面上发生漫散射。并从各个方向通过置于缝隙的液层而达到棱镜4AD面。根据折射定律,当光由光疏介质(待测液体)折射进入光密介质(棱镜4)时,折射角小于入射角;如果入射光正好沿着AD面射入,即入射角=90°,则折射角为。因再也没有比更大的折射角,所以为临界角。对AD镜面上任一点来说,当光在090°范围内入射时,折射光都应落在临界角内成为亮区,其它为暗区,构成明暗的分界线,因此具有特征意义。根据上面的公式,若已知镜的折射率,测定临界角,就能求出液体的折射率。实际上,此值可从阿贝折射仪上直接读出而不必计算。

22

1-目镜视野;2-液面;3-辅助棱镜;4-基本棱镜;5-反射镜

折射率用符号n表示,其值与温度和入射光的波长有关,故应在其右上角标出测量温度,右下角标出测量时所用的波长。例如表示介质在25℃对钠黄光的折射率。阿贝折射仪使用的光源为白光。白光为各种不同波长的混合光。由于波长不同的光在相同介质内的传播速度不同,所以会产生色散现象,使目镜的明暗分界线不消。为此在仪器上装有可调的消色补偿器,通过它可清除色散,得到清楚的明暗分界线,这时所测得的液体折射率,与用钠光D线所得的液体折射率相同。

使用方法

1.将阿贝折射仪置于光亮处,但避免阳光直接照射,让超级恒温槽中的恒温水通人阿贝折射仪的两棱镜恒温夹套中,恒温温度以折光仪上的温度计读数为准。

2.打开棱镜,滴1叫滴无水乙醇(或乙醚)在镜面上,用掠镜纸轻轻擦干镜面。

3.甩滴管滴加1--3滴试液于辅助棱镜的毛玻璃面上,闭合棱镜、旋紧锁钮,务使被测物体均匀覆盖于两棱镜间镜面上,不可有气泡存在,否则需重新取样进行操作。

4.调节反射镜,让入射光进入棱镜,使望远镜中视场最亮。调节目镜至视场准丝最清晰。

5.旋转左边手柄,使测量目镜中能看到彩色光带或黑白现象为止。

6.转动右边消色散手柄,消除彩色光带,使视场内呈现清晰的明暗分界线。

7.再转动左边手柄,使分界线和十字线相交于一点,然后从读数望远镜中读取折射率。

8.测定后用擦镜纸擦干棱镜面。

仪器校正 阿贝折射仪刻度盘上标尺的零点,有时会发生移动,测量前可用已知折射率的蒸馏水进行校正,其方法如下:按操作要求加好样(蒸馏水)后,转动左边手轮使标尺读数等于蒸馏水的折射率,再消除色散,然后用方孔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。水在各种温度下的折射率见表1

1不同温度下水的折射率

10

1.33370

16

1.33331

22

1.33281

28

1.33219

11

1.33365

17

1.33324

23

1.3302

29

1.33208

12

1.33359

18

1.33316

24

1.33263

30

1.33196

13

1.33312

19

1.33307

25

1.33252

14

1.33346

20

1.33299

26

1.33242

15

1.33339

21

1.33290

27

1.33231

 
 

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