折光率的测定
折光率的测定方法
折光率的测定方法
折光率的测定方法
1、适用范围
适用于对原材料折光率的测定。
2、仪器
阿贝型折光仪，测量范围1.300-1.700，测量精度为0.0003 3、折光仪的校正
折光仪使用前后用标准玻璃块或二次蒸馏水校正，用20℃的水(折射率为1.3330）校正时，按下面3中的操作步骤，当读数镜内的折射率值指示于标准值时，观察望远镜内明暗分界线是否在十字线中间，若有偏差，则用方孔调节板子转动示值螺丝，使明暗分界线调整至中央，在以后的测定中，螺钉不允许再动。
4、测定步骤
折光仪放在光线充足的位置，分开两面棱镜，注入样品，使样品均匀的附在上下棱镜表面，立即闭合棱镜，调节棱镜旋钮至视场分为明暗两部分，转动补偿器旋钮，消除彩虹，并使明暗分界线清晰，继续调节旋钮使明暗分界线对准在十字线上，读取此时的刻度值，读数应精确至小数点后第四位（最后一位为估读数字）。
轮流从一边再从另一边将分界线校准在十字线上，重复观察及记录读书两次，读数问的最大误差不得大于0.0003，所得读数的算术平均值即为该样品的折射率，同时测标样。
实验室所测的试样的折光率一般在室温相同的条件下和标样比较，同一温度下，以来样为标样的±0.0010为合格。
折光率的测定
物质的折光率与它的结构和光线波长有关，而且也 受温度、压力等因素的影响。折光率常用ntD表示 D是以 钠灯的D线（5893Å）作光源，t是与折光率相对应的温度。
由于通常大气压的变化，对折光率的影响不显著， 所以只在很精密的工作中，才考虑压力的影响。
一般当温度增高一度时，液体有机化合物的折光率 会减少3.5×10-4～5.5×10-4，不同温度测定的折光率， 可换算成另一温度下的折光率。为了便于计算，一般采 用4×10 -4为温度每变化1度的校正值。这个粗略计算， 所得的数值可能略有误差。但却有参考价值。通常文献 中列出的某物质的折光率是温度在20度的数值。当实际 测定时的温度高于（或低于）20度时，所测折光率值应 加上（或减去）Δｔ×4×10-4。
环水，待温度稳定十分钟后，即可测量。
照明刻度盘聚光镜 13.
常所用阿贝（Abbe）折光仪的基本光学原理。
阿贝折光仪的使用与操作方法
测定时的温度高于（或低于）20度时，所测折光率值应
所以一个介质的折光率，是光线从真空进入这个介质
和这两个介质的折光率N（介质A的）与n（介质B的）成
调节目镜视度，使十字线成象清晰，此时旋转手轮
和这两个介质的折光率N（介质A的）与n（介质B的）成
可见通过测定临界角β0，就可以得到折射率，这就是通
照明刻度盘聚光镜 13.
1.反射镜 2. 转轴折光棱镜 所得的数值可能略有误差。
如果介质A对于介质B是疏物质，即nA<nB时，则折射
3.
遮光板
4.
温度计
5.
进光棱镜
6. 色散调节手轮 7. 色散值刻度圈 8. 目镜 9. 盖板 10. 棱 照明刻度盘聚光镜 13.
用4×10 -4为温度每变化1度的校正值。
折光率的测定原理
折光率的测定原理折光率是光线在穿过介质时的偏折程度的物理量。
它是描述介质对光的传播速度影响程度的一个重要性质。
测定折光率的方法有很多，常用的包括斯奈尔法、微分干涉法、自由空间法和自动测量法等。
本文将重点介绍斯奈尔法和微分干涉法这两种测量折光率的原理和步骤。
首先介绍斯奈尔法。
斯奈尔法是一种通过测量光线通过物质时的偏折角来确定折光率的方法。
它的基本原理是利用光的全反射现象，将一个光束从光密介质照射到光疏介质中，在光的入射角达到临界角时会发生全反射，此时光束的折射角等于临界角。
通过调整光束的入射角度，测量光束的折射角，可以得到光在两种介质之间的折射率之比。
具体实验步骤如下：1. 准备两个相同的透明介质样品，一个为基准样品，另一个为待测样品。
基准样品的折射率已知，可以用标准仪器测量得到。
2. 将基准样品固定在一个台架上，将光源照射到基准样品上。
使用光束扩展机将光束扩大成一束直径较大的平行光。
3. 通过一个斯奈尔棱镜将光束从空气中引入基准样品，使光线以一定的入射角射入基准样品中。
入射角可以通过调整斯奈尔棱镜和台架之间的角度来控制。
4. 在基准样品的另一侧放置待测样品。
待测样品的折射率未知，我们希望通过斯奈尔法来测量。
5. 观察光线从基准样品射向待测样品时的偏折角。
当光线在基准样品-待测样品界面上的入射角等于临界角时，由于全反射现象，光线会被完全反射回基准样品中。
此时，在待测样品中没有光线通过，可以观察到黑暗。
6. 通过调整斯奈尔棱镜和台架之间的角度，使得光线能够射入待测样品中，观察到有光通过待测样品射入基准样品中。
记录此时的入射角和折射角。
7. 重复步骤5和6，测量不同的入射角对应的折射角。
8. 利用斯奈尔公式（n1*sinθ1=n2*sinθ2）计算待测样品的折射率。
其中，n1和n2分别为基准样品和待测样品的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。
接下来介绍微分干涉法。
微分干涉法是一种通过测量光线经过介质时干涉现象来确定折光率的方法。
折光率的测定实验报告
折光率的测定实验报告折光率的测定实验报告引言：折光率是光在介质中传播时的速度与真空中传播的速度之比，是介质对光的折射能力的度量。
测定折光率对于材料的研究和应用具有重要意义。
本实验旨在通过测量光线在不同介质中的传播速度，计算出它们的折光率，从而探究不同介质的光学特性。
实验材料和仪器：1. 光源：白炽灯；2. 介质：空气、水、玻璃片等；3. 光路调节装置：透镜、凸透镜、凹透镜等；4. 光学仪器：光电池、光电探测器等。
实验步骤：1. 准备工作：将实验室环境调暗，确保光线的稳定性；2. 实验组装：将白炽灯作为光源，通过透镜调节光线的方向和强度，使其尽可能平行；3. 测量空气中的折光率：将光线通过一个透明的空气介质，利用光电池测量光线的传播时间，根据光速公式计算出空气中的折光率；4. 测量水中的折光率：将光线通过一个水槽，同样利用光电池测量光线的传播时间，计算出水的折光率；5. 测量玻璃片中的折光率：将光线通过一个玻璃片，同样利用光电池测量光线的传播时间，计算出玻璃的折光率；6. 数据处理：将实验所得的折光率数据进行整理和比较，分析不同介质的光学特性。
实验结果：通过实验，我们得到了空气、水和玻璃的折光率数据。
在空气中，光的传播速度最快，折光率接近于1。
在水中，光的传播速度较慢，折光率大于1。
而在玻璃中，光的传播速度最慢，折光率远大于1。
这说明不同介质对光的传播有着不同的影响，折光率的大小与介质的光学特性密切相关。
讨论与分析：本实验测得的折光率数据与已知的理论值相比较，误差较小，说明实验结果较为准确。
在实验过程中，我们还发现了一些有趣的现象。
例如，当光线从空气射入水中时，由于光的传播速度变慢，光线会发生折射，同时产生折射角和反射角。
这是由于光在不同介质中传播时，遵循了斯涅尔定律。
实验中，我们还观察到了光线从水到玻璃的传播现象，发现光线在介质交界面上发生了折射和反射，这是由于介质的不同折射率引起的。
结论：通过本实验，我们成功测定了空气、水和玻璃的折光率，并对不同介质的光学特性进行了分析。
折光率测定
折光率测定光芒自一种透亮介质进入另一透亮介质时，因为光芒在两种介质中的传扬速度不同，使光芒在两种介质的平滑界面上发生折射。
常用的折光率系指光芒在空气中举行的速度与在供试品中举行速度的比值。
按照折射定律，折光率是光芒入射角的正弦与折射角的正弦的比值，即 n=sini/sinr (式10-4) 式中，n为折光率；sini为光芒的入射角的正弦；sinr为光芒的折射角的正弦。
物质的折光率因温度或入射光波长的不同而转变，透光物质的温度上升，折光率变小；入射光的波长越短，折光率越大。
折光率以心表示，D为钠光谱的D线，t为测定时的温度。
折光率大小与透光物质的化学物质、温度以及光的波长有关。
测定折光率可以区分不同的油类或检查某些药品的纯杂程度。
当光芒从光疏介质进入光密介质，它的入射角临近或等于90o时，折射角就达到最高限度，此时的折射角称为临界角rc，而此时的折光率应为：因此，只要测定了临界角，即可计算出折光率。
折光计用以测定折光率的基本原理，主要就是利用临界角来设计的。
一、折光仪的基本结构数字折光仪主要是数字阿培折光仪(图10-5)，它由两个折射棱镜、色散棱镜、观测镜筒、刻度盘、仪器支架和温控系统等组成。
仪器的两个折射棱镜中间可放入液体样品。
图10-5 阿培折光仪结构图1．反射镜；2．转轴；3．遮光板；4．温度计；5．进光棱镜座；6．色散调整手轮；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．刻度调整手轮；16. 小孔；17．壳体；18．恒温器接头二、测定法将仪器置于有充沛光芒的平台上，但不行受日光直射，并装上温度计，置20℃恒温室中起码1小时或衔接20℃恒温水浴起码半小时，以保持稳定的温度。
然后使折射棱镜上的透光处朝向光源，将镜筒拉向观看者，使呈一适当的倾斜度，对准反射镜，使得视野内的光芒最为光明。
最容易的校正办法是用纯水校正，校正后将上下折射棱镜拉开，用玻棒或吸管蘸取供试品1～2滴，滴于下棱镜面上，然后将上下棱镜关合第1页共2页。
折光率的测定
1.33339 1.33299 1.33250 1.3591 1.4486 1.5044 1.5012 1.5275 1.5427 1.3739 1.3698 1.6319 1.7443
07 09 11 50 59 63 54 38 78 64
2.3.2手提式折光仪简介 2.3.2手提式折光仪简介
1.底座；2.棱镜调节旋钮； 3.圆盘组（内有刻度板）； 4.小反光镜；5.支架；6. 读数镜筒；7.目镜；8.观 察镜筒； 9.分界线调节螺 丝 ； 10. 消 色 凋 节 旋 钮 ； 11.色散刻度尺； 12.棱镜锁紧扳手；13.棱 镜 组 ； 14. 温 度 计 插 座 ； 15.恒温器接头；16 保护 罩；17 主轴；18 反光镜
（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。
2.3.1.3 阿贝折光仪的使用方法
（1）折光仪的校正 通常用测定蒸馏水折射率的方法进行校 准，在20 ℃下折光仪应表示出折射率为 1.33299或可溶性固形物为0％。苦校正时温 度不是20 ℃应查出该温度下蒸馏水的折射率 再进行核准。对于高刻度值部分．用具有一 定折射率的标准玻璃块（仪器附件）校准。
2.1.2 光的折射现象与折射定律
2.1.2.1 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。
2.1.2.2 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。 2.1.2.3 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。
折光率测定法
折光率测定法1 简述当光线从一种透明介质进人另一种透明介质时，如两种介质的密度不同，则光线在这两种介质中的传播速度不同，其进行方向就会改变，使光线在两种介质平滑界面上发生折射。
常用的折光率系指光线在空气中进行的速度与其在供试品中进行速度的比值。
根据折射定律折光率n 也是光线人射角的正弦sini 与折射角的正弦sinr 的比值。
n=ri sin sin 当光线从光疏介质进入光密介质，它的入射角接近或等于90o 时，折射角就达到最高限度，此时的折射角称为临界角rc ，而此时的折光率应为n=r i sin sin = rc sin 90sin =rcsin 1 因此，只要测定了临界角，即可计算出折光率。
折光计用以测定折光率的基本原理，主要就是利用临界角来设计的。
折光计的种类有普氏(Pulfrich)折光计，浸人式(Immersion)折光计和阿贝氏(Abbe)折光计等。
通常使用的都是阿贝氏折光计。
阿贝氏折光计主要由两个折射棱镜，色散棱镜，观测镜筒，刻度盘和仪器支架等组成。
仪器的两个折射棱镜中间可放入液体样品，当光线从液层以90o 射人棱镜时，则其折射角rc 为临界角，由于临界光线的缘故，使产生受光与不受光照射的地方，因而在观测镜筒内视野有明、暗区域，将明暗交界面恰好调至镜筒视野内的十字形发丝交叉处，此值在仪器上即显示为折光率。
折光率的大小与光线所经过的第二种物质性质有关，并与测定时的温度以及光线的波长有关，温度升高，折光率变小，光线的波长愈短，折光率就愈大，折光率常以n td 表示，D 为钠光谱D 线(589.3nm)。
温度除另有规定外，供试品温度应为20oC 。
测定折光率可以区别不同油类或检查某些药物的纯杂程度。
2 仪器与性能测试折光计又名折射仪，是较早出现的商品分析仪器之一，在20世纪60年代前，我们使用的仪器大都是国外厂家生产的。
读数可读至0.0001，测定范围1.3000~1.7000，上下棱镜可以用恒温水调节，使用比较方便。
折光率测定操作规程
折光率测定操作规程折光率是描述物质对光线的折射程度的量度，可以通过实验方法进行测定。
下面是一份折光率测定的操作规程，详细介绍了具体的步骤和要求。
一、实验目的：测定给定液体或固体样品的折光率，确定其光学性质。
二、仪器和材料：1.折光仪2.温度计3.清洁的容器（例如试管、烧杯等）4.水槽5.给定液体或固体样品三、操作步骤：1.准备工作a.将折光仪放置在水平台面上，并调整使其水平。
b.清洁容器，确保其内部干净无杂质。
c.准备样品，以液体为例，将样品倒入容器中。
如果是固体样品，将其放置在容器底部。
2.稳定温度a.将温度计浸入容器中，观察温度的变化。
待温度稳定在一定数值后，记录下该温度。
3.校准折光仪a.将清洁透明的玻璃片放置于折光仪的测定位置，调节折光仪使示数为零。
根据仪器的要求进行校准。
4.测量样品折光率a.将容器放入水槽内，确保液面与容器的顶部平齐。
b.将折光仪放入水槽内，使其与液面接触。
c.观察折光仪示数，记录下该示数。
d.将容器中的液体倒出，在不破坏温度稳定的前提下，用一些不影响样品的方法（如冷却或加热）将温度调整到下一个稳定值。
e.重复步骤4c和4d，直到稳定的温度下测量了若干次折光仪示数。
f.计算平均值，并记录下来。
五、安全注意事项：1.仪器使用前需要确保其正常工作状态，以避免误差。
2.操作涉及液体时，注意防止溅出溅入，避免对身体和皮肤的伤害。
3.操作时需注意温度的稳定，在测量前需等待温度稳定后再进行。
4.小心取样品和操作容器，以免划伤或破损。
5.若涉及有毒或腐蚀性物质，请戴上适当的防护手套和眼镜。
六、实验结果处理：1.根据测量的折光仪示数和已知流体的折光率，可以计算出样品的折光率。
2.对于固体样品，可使用已知折光率的液体与待测样品相混合，通过测量混合溶液的折光率计算出待测样品的折光率。
七、实验报告：1.报告中需要包含实验的目的、仪器和材料的清单、操作步骤、实验结果和讨论分析等内容。
2.报告需要清晰、完整地呈现实验的过程和结果，以便他人能够重现实验并对结果进行评估。
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20℃时，某介质对钠光(Ｄ线)的折光率为源自1.4699。影响折光率的因素
（1）、物质结构
物质结构是折光率产生差异的根本原 因。不同的物质有不同的立体构象。这 使得物质对光线得吸收程度以及反射程 度产生差异，使得折光率产生根本性的 差异。
（3）、 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。
（4）、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。
（5）、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。
调节过程图像
（6）、读数
折光率的测定
一、实验目的
1、熟悉和掌握有机化合物折光率测 定的基本原理和操作方法。 2、学习有机化合物折光率测定的意 义。
二、基本原理
光的反射现象与反射定律
∠a= ∠b
光的折射现象与折射定律
n sin 1 v1 ＝ 2
sin
2
v2
n1
全反射：
光从光密介质射入光疏 介质。当入射角增大到某 一角度，使折射角达90° 时，折射光完全消失，只 剩下反射光的现象。
通常，大气压的变化对折光率的 影响并不显著，一般只在要求较精 密时才加以考虑。
三、操作方法
1、仪器安装
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。恒温温度以折光 仪上的温度计读数为准，一般选用20 ℃或25 ℃。
（2）、光波长的影响
物质的折光率因光的波长而异，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。阿贝折光仪中所安装的色散 补偿器为了消除色散。
转动棱镜，在目镜中观察到半明半暗现象，因光源 为白光，故在界线处呈现彩色，此时可调节消失散手 柄使明暗清晰然后再调节转轴使明暗界线正好与目镜 中“+”字线交点重合，从标尺上直接读取纯水的折光 率，并与标准值(n20D 1.33299)比较，得到折光仪的校 正值。校正值应该很小，如果较大，整个则需重新校 正仪器。
阿贝折光仪结构
1.底座；2.棱镜调节旋钮；3. 圆盘组（内有刻度板）；4.小 反光镜；5.支架；6.读数镜筒； 7.目镜；8.观察镜筒； 9.分界 线调节螺丝；10.消色凋节旋 钮；11.色散刻度尺； 12. 棱 镜 锁 紧 扳 手 ； 13. 棱 镜 组；14.温度计插座；15.恒温 器接头；16 保护罩；17 主轴； 18 反光镜
(-dn/dt x105)
288
15
1.33339 07
293
20
1.33299 09
298
25
1.33250 11
293
20
1.3591
50
288
15
1.4486
59
288
15
1.5044
63
293
20
1.5012
288
15
1.5275
54
293
20
1.5427
288
15
1.3739
38
293
25
临界角:发生全反射时的入射角。
这时：折射角等于90° n1＝n2sinα临 n2：棱镜的折光率 只要测得了临界角α临 就可求出被测样液的折 光率n1。
折光仪(又名折射仪)简介
生产和工业中常用的阿贝 尔折光仪是根据临界折射现 象设计。其主要部件是两块 直角棱镜。
筒内还装有消色散棱镜，也称消 色补偿器，通过它的作用将复色光 变为单色光。因此，可直接利用日 光测定折光率，所得数值和用钠光 时所测得的数值完全一样。
1.3698
288
15
1.6319
78
288
15
1.7443
64
校正方法：
将折光仪与恒温槽连接好，恒温后，分开直角棱 镜，用滴管加少量乙醇或丙酮，清洗镜面。用滴管时 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。待有机溶剂挥发后，加一滴蒸 馏水于下镜面上，关闭棱镜。调节反光镜使镜内视场 明亮。
2、折光仪校正 通常用测定标准液如蒸馏水折光率的 方法进行校准。若校正时温度不为 20 ℃，则应查出该温度下蒸馏水的 折光率再进行核准。对于高刻度值部 分，常用具有一定折光率的标准玻璃 块（仪器附件）校准。
标准液
水
丙酮 氯仿 苯 氯苯 醋酸 二硫化碳 二碘甲烷
常用标准液
T（K）
T(0C)
NDt
测定时：试样m置于测量棱镜P的镜面F上， 棱镜的折光率大于试样的折光率 。
如果入射光I正好沿着棱镜与试样的界面F射 入，会发生全反射：其折射光为零 ，入射 角90° ，折射角为角1’0N’，即临界角。大 于临界角的区域构成暗区，小于临界角的 构成亮区 。
影响折光率的因素
化合物的折光率除与本身的结构和光线 的波长有关外，还受温度等因素的影响。 所以在报告折光率时必须注明所用光线(放
3、测定
（1）、加样
准备工作做好后，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。
（2）、对光
转动手柄，使刻度盘标尺上的示值为最小， 于是调节反光镜，使入射光进入棱镜组，视 场最亮。调节目镜，使视场准丝最清晰。
（3）、温度的影响 温度升高折射率减小；温度降低折射率增大．
一般测量温度每增加(减少)1 ℃,液体有机化合 物的折光率就减少(增加)3.5*10-4~ 5.5*10-4,为方 便计算,一般以4*10-4计算。
nDT nDt 4 10 4 (t T )
式中T为规定温度，t为实验温度。
（4）、压强的影响
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。试样 的成分对折光率的影响是极其灵敏的，由于玷 污或试样中易挥发组分的蒸发，致使试样组分 发生微小的改变，会导致读数不准，因此测一 个试样须应重复取三次样，测定这三个样品的 数据，再取其平均值。