折光率

使用方法
七、读数 为保护刻度盘的清洁，现在的折 光仪一般都将刻度盘装在罩内，读数时 先打开罩壳上方的小窗，使光线射入， 然后从读数望远镜中读出标尺上相应的 示值。由于眼睛在判断临界线是否处于 准丝点交点上时，容易疲劳，为减少偶 然误差，应转动手柄，重复测定三次， 三个读数相差不能大于 0.0002 ，然后取 其平均值。 八、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标准液体， 一般是用纯水，按上述方法进行测定， 将平均值与标准值比较，其差值即为校 正值。
3.折射率测定法的应用
3.1 定性鉴定 折射率一般能够测定五到 六位有效数，因此，它是 物质的一个非常精准的物 理常量，故可用于定性测 定。特别是对于那些沸点 很接近的同分异构体。
3.2 测定化合物的纯度
折射率作为纯度的标志比沸点更为可靠，将实验 测得的折射率与文献所记载的纯物质的折射率做 对比，可以用来衡量试样的纯度。试样的测定值 与文献越相近则纯度越高。
临界角法 具有代表性的仪器是阿贝折射 仪。 表示折射率n待测的液体 试样涂布在该仪器两块棱镜的 接触面间（测固体试样时不需 要进光棱镜）。 标准棱镜本身 的折射率已知为 ，在>n的条件 下，光线折射进入标准棱镜。 光线入射角不会超过90°，由 折射定律知道折射角不会超由 折射定律知道折射角不会超过 过 90°。因此在仪器视场中看 到与 折射率测量对应的明暗分 界线,根据明暗分界线位置的变 化便可确定 n值。假如光线逆 行，则 折射率测量正好是发生 全反射的临界角，因此称为临 界角法。
1.2 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。各种油脂具有其一定的脂肪酸构成，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。
（2）自准直法
在测角仪上也可采用自准直法测量材料的折射率。如图2所示，光线 在棱镜前表面的入射角为i,如果折射光线OC刚好垂直于棱镜后表面BD, 则反射后的光路COS与入射光路SOC重合，称为自准直光路。由图2所 示几何关系知道，此时光线在前表面的折射角f与棱镜顶角θ 相等， 因此根据折射定律n=sini/sinθ，测出i和θ，即可求得n。在测角仪上通 过观察和调整来建立最小偏向角光路或者自准直光路，不仅麻烦， 且有主观误差，多年来，中国在数字式测角仪的基础上研制了全自 动折射仪，在这种仪器上用最小偏向角法或自准直法测折射率时能 自动寻的，测量结果也能自动处理。测定波长范围可扩展到紫外和 红外(0.2～15μm)。
2.阿贝折射仪的工作原理和构造
2.1简单介绍与用途 阿贝折射仪是能测定透明、半透明 液体或固体的折射率nD和平均色 散nF－nC的仪器（其中以测透明液 体为主），如仪器上接恒温器，则 可测定温度为0℃－70℃内的折射 率nD。 折射率和平均色散是物质 的重要光学常数之一，能借以了解 物质的光学性能、纯度、及色散大 小等。
1.3 绝对折射
n=sinγ/sinβ设光在某种媒质中的速 度为v，由于真空中的光速为c，所 以这种媒质的绝对折射率公式： n=c/v在可见光范围内，由于光在 真空中传播的速度最大，故其它媒 质的折射率都大于1。电磁波在等 离子体中相速度可以远大于c，所 以等离子体折射率小于1。同一媒 质对不同波长的光，具有不同的折 射率；在对可见光为透明的媒质内， 折射率常随波长的减小而增大，即 红光的折射率最小，紫光的折射率 最大。通常所说某物体的折射率数 值多少（例如水为1.33，水晶为 1.55，金刚石为2.42，玻璃按成分 不同而为1.5～1.9），是指对钠黄 光（波长5893×10-10m）而言。
3.恒温器接头
4.温度计 5.测量棱镜
6.铰链
7.辅助棱镜 8.加样品孔
9.反射镜
10.读数镜筒 11.转轴
12.刻度盘罩
13.棱镜锁紧扳手 14.底座
2.3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： n sin = n sin， 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。
本仪器能测出蔗糖溶液的质量分数 （锤度Brix）（0－95%，相当于折 射率为1.333－1.531）。故此仪器 使用范围甚广，是石油工业、油脂 工业、制药工业、制漆工业、日用 化学工业、制糖工业和地质勘察等 有关工厂、学校及有关科研单位不 可缺少的常用设备之一。
1
.测量镜筒
2.2 构造
2.阿米西棱镜手轮
1.折光率的基本定义及其相关
1.1 定义： 光线自一种透明介质进入 另一透明介质的时候，由 于两种介质的密度不同， 光的进行速度发生变化， 即发生折射现象，一般折 光率系指光线在空气中进 行的速度与供试品中进行 速度的比值。根据折射定 律，折光率是光线入射角 的正弦与折角的正弦，即： n=sin i/sin r。式中n为折光 率，Sir i为光线入射角的 正弦，Sin r为折射角的正 弦。
密
β β α ＝ 90° 疏 α
0
图一
2.3工作原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
refractive inde(折光率)
第四大组 蔡学翔 36
折光率是有机化合物最重要的物理常 数之一，它能精确而方便地测定出来， 作为液体物质纯度的标准，它比沸点 更为可靠。折光率也用于确定液体混 合物的组成。
1.折光率的基本定义及其相关 2.阿贝折射仪的工作原理和构造 3.折射率测定法的应用
1.5 测量方法
（1）偏向角法： 对于一个顶角为θ、折射率为n 待测的棱镜，将它放在空气中 ( = =1)。当棱镜第一表面的入射 角 等于在第二表面的折射角折 射率测量时，偏向角达到最小 值 ，则用测角仪测定 和θ，便 可算出n。用精度不低于1角秒 的大型精密测角仪，采用最小 偏向角法测定固体光学材料的 折射率，可获得±5×10-6的测 量精度，是各种测量方法中精 度较高的一种。
使用方法
四、粗调 转动手柄，使刻度盘标尺上的示值逐渐增大，直至观察到视场中 出现彩色光带或黑白临界线为止。 五、消色散 转动消色散手柄，使视场内呈现一个清晰的明暗临界线。 六、精调 转动手柄，使临界线正好处在X形准丝交点上，若此时又呈微色散， 必须重调消色散手柄，使临界线明暗清晰。（调节过程在右边目镜看 到的图像颜色变化如下图）
3.3 测定溶液的浓度
一些物质的折射率随其浓度而变化。溶液浓度越大，折 射率越大。可以借测定溶液的折射率，根据折射率与浓 度的关系，求出溶液的浓度。但不是所有溶液的折射率 都随溶液的浓度有显著的变化，因此有一定的限制
溶液浓度测定有以下三种方法：
a.直接测定法。主要用于糖溶液的测定。用WZS-1型阿贝折光仪可直接读出 被测糖液的浓度。 b.工作曲线法。测定一系列已知浓度某溶液的折光率，将所得的折光率与相 应的浓度作图，绘制折光率一浓度曲线（多数情况为一直线，也有的是曲 线）。测得待测液的折光率，从曲线上查出相应的浓度。 c.折光率因数法：所谓折光率因数用下式表示：F =(n-no )/C. c是每10 0mL溶液中含试样的质量(g)；n是试样浓度为C时所测得的折光率； no是纯溶剂的折光率；F是折光率因数，它表示100mL溶液中含有19试样时， 所测折光率与溶剂折光率之差值。在一定条件下，对于特定物质为一常数。
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.
图二
使用方法
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。用橡皮管将测量棱镜和辅助棱镜上 保温夹套的进水口与超级恒温槽串联起来，恒温温度以折光仪上的温 度计读数为准. 二、加样 松开锁钮，开启辅助棱镜，使其磨砂的斜面处于水平位置，用滴 定管加小量丙酮清洗镜面，促使难挥发的玷污物逸走，用滴定管时注 意勿使管尖碰撞镜面。必要时可用擦镜纸轻轻吸干镜面，但切勿用滤 纸。待镜面干燥后，滴加数滴试样于辅助棱镜的毛镜面上，闭合辅助 棱镜，旋紧锁钮。若试样易挥发，则可在两棱镜接近闭合时从加液小 槽中加入，然后闭合两棱镜，锁紧锁钮。 三、对光 转动手柄，使刻度盘标尺上的示值为最小，调节反射镜，使入射 光进入棱镜组，同时从测量望远镜中观察，使视场最亮。调节目镜， 使视场准丝最清晰。
1.4 影响因素
两种介质进行比较时，折射率较大的称光密介质，折射率较小的称 光疏介质。折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论，和 分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折射率还与波长有关，称 色散现象。气体折射率还与温度和压强有关。空气折射率对各种波 长的光都非常接近于1，例如空气在20℃，760毫米汞高时的折射率 为1.00027。在工程光学中常把空气折射率当作1，而其他介质的折射 率就是对空气的相对折射率。
密
β β α ＝ 90° 疏 α
0
图一
2.3工作原理
阿贝折射仪中的阿 贝棱镜组由两个直 角角棱镜组成，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 (n x ＜ n) 夹 在两棱镜的弦面之 间，形成薄膜。 图二
2.3工作原理
从图二可以看出，对于光线“1”，当i→90o，sini→1，则上式变 为