阿贝折光仪测液体折射率
阿贝折射仪测液体折射率
材料物理性能课程实验报告专业班级：材料物理08级1班姓名：林作亮学号：08470101指导教师：王念【实验目的】1. 掌握用掠入射法测定物质的折射率；2. 学会阿贝折射仪的调整和使用方法；3. 测定酒精的折射率；【实验原理】当光从一种媒质进入到另一种媒质时，在两种媒质的分界面上，会发生反射和折射现象，如图11－4所示。
在折射现象中有：显然，若，则。
其中绝对折射率较大的媒质称为光密媒质，较小的称为光疏媒质。
当光线从光密媒质进入光疏媒质时，折射角恒大于入射角，且随的增大而增大，当入射角增大到某一数值而使时，则发生全反射现象。
入射角称为临界角。
图11－4 光在两种媒质界面上的反射和折射现象图11－5 阿贝折射仪原理图阿贝折射仪就是根据全反射原理而制成的。
其主要部分是由一直角进光棱镜ABC和另一直角折光棱镜DEF组成，在两棱镜间放入待测液体，如图11－5a所示。
进光棱镜的一个表面AB为磨砂面，从反光镜M射入进光棱镜的光照亮了整个磨砂面，由于磨砂面的漫反射，使液层内有各种不同方向的入射光。
假设入射光为单色光，图中入射光线AO（入射点O实际是在靠近E点处）的入射角为最大，由于液层很薄，这个最大入射角非常接近直角。
设待测液体的折射率小于折光棱镜的折射率，则在待测液体与折光棱镜界面上入射光线AO和法线的夹角近似，而折射光线OR和法线的夹角为，由光路的可逆性可知，此折射角即为临界角。
根据折射定律：，即（11－1）可见临界角的大小取决于待测液体的折射率及折光棱镜的折射率。
当OR光线射出折射棱镜进入空气（其折射率）时，又要发生一次折射，设此时的入射角为，折射角为（或称出射角），则根据折射定律得（11－2）根据三角形的外角等于不相邻两内角之和的几何原理，由△ORE，得（11－3）将式11－1、11－2、11－3联立，解得（11－4）式中棱镜的棱角和折射率均为定值，因此用阿贝折射仪测出角后，就可算出液体的折射率。
在所有入射到折射棱镜DE面的入射光线中，光线AO的入射角等于已经达到了最大的极限值，因此其出射角也是出射光线的极限值，凡入射光线的入射角小于，在折射棱镜中的折射角必小于，从而其出射角也必小于。
阿贝折射仪原理
阿贝折射仪原理
阿贝折射仪是一种用来测量液体折射率的仪器，它基于阿贝原理，利用光线在不同介质中的折射现象来测量物质的折射率。
阿贝折射仪主要由光源、准直器、物镜、物样品架、目镜、目样品架、测量尺等部分组成。
在使用阿贝折射仪时，首先需要将待测液体样品放置在样品架上，然后通过调节目镜的焦距，观察样品中的光线折射现象，最终通过测量尺来确定折射率。
阿贝折射仪的原理是基于光线在不同介质中传播时会发生折射的现象。
当光线从一种介质射入另一种介质时，光线会发生折射现象，其折射角与入射角之间存在一定的关系，这就是著名的斯涅尔定律。
阿贝折射仪利用这一原理，通过测量光线在不同介质中的折射角，从而确定样品的折射率。
在使用阿贝折射仪时，需要注意一些影响测量精度的因素。
首先是光源的稳定性，光源的稳定性直接影响到测量结果的准确性。
其次是样品的准备，样品的纯度和清洁度会直接影响到测量结果。
另外，操作人员的技术水平和经验也会对测量结果产生影响。
除了用于测量液体样品的折射率，阿贝折射仪还可以用于测量
固体样品的折射率。
在测量固体样品时，需要将样品放置在样品架上，然后通过调节目镜的焦距，观察样品中的光线折射现象，最终通过测量尺来确定折射率。
总的来说，阿贝折射仪是一种简单、快捷、准确的测量仪器，它基于阿贝原理，利用光线在不同介质中的折射现象来测量物质的折射率。
在实际应用中，阿贝折射仪被广泛应用于化学、生物、医药等领域，为科研工作者提供了便利。
希望本文对阿贝折射仪原理有所帮助，谢谢阅读。
阿贝折射仪使用方法
阿贝折射仪使用方法
1. 准备工作：将待测液体注入阿贝仪的试样槽中，调节阿贝仪的光源和接收器，使其正常工作。
2. 校正阿贝仪：使用双折射晶体进行校正，调节阿贝仪的相位板、取样槽（液体的高度和旋转角度）、偏振镜等，使光线通过双折射晶体的两组不同极性的光线产生相位差，以使当相位差为90度时，两组光线的强度相等。
3. 测量液体的折射率：将光线通过待测液体，读取阿贝仪的角度测量值，然后使用公式计算液体的折射率。
4. 重复测量：重复步骤3，以确保数据的准确性，并取平均值作为最终的测量结果。
注意事项：
1. 阿贝折射仪的测量精度与操作技巧有很大关系，因此在操作阿贝仪时需要认真仔细，对仪器要保持细心的维护和清洁。
2. 了解阿贝仪的操作原理和校准方法，熟练操作阿贝仪的各项功能，以避免误差和测量不准。
3. 在校准和测量时要注意环境条件，尽量避开温度和湿度等对测量产生干扰的环境。
4. 防止阿贝折射仪的光源寿命和稳定性受到影响，需要关注并及时更换老化或过期的光源。
阿贝折光仪原理
阿贝折光仪原理阿贝折光仪是一种用于测量液体折射率的仪器，它利用光的折射原理来确定物质的折射率。
它主要由光源、准直器、物镜、测量样品的装置和目镜等部分组成。
在使用阿贝折光仪进行测量时，首先需要将样品放置在测量装置中，然后通过调节目镜，观察样品中的光线偏折情况，最终通过测量得到样品的折射率。
阿贝折光仪的原理基于光在不同介质中传播时会发生折射的现象。
当光线从一个介质射入另一个介质时，光线的传播方向会发生改变，这种现象就是折射。
根据折射定律，光线在两种介质中的折射角和入射角之间存在着一定的关系，这个关系可以用来计算介质的折射率。
阿贝折光仪利用这一原理，通过测量样品中光线的偏折情况，来确定样品的折射率。
在使用阿贝折光仪时，需要注意一些影响测量精度的因素。
首先，样品应该充分填满测量装置，以确保光线在样品中的传播路径是稳定的。
其次，光源的稳定性和光线的准直度也会对测量结果产生影响，因此需要对光源进行定期检查和校准。
此外，温度和压力的变化也会对样品的折射率产生影响，因此在测量时需要对这些因素进行修正。
除了测量样品的折射率外，阿贝折光仪还可以用于测量溶液的浓度、纯度和杂质含量等。
通过测量溶液的折射率，可以间接地推断出溶液的成分和含量，从而实现对溶液性质的分析和检测。
总之，阿贝折光仪是一种基于光的折射原理来测量物质折射率的仪器，它通过测量样品中光线的偏折情况来确定样品的折射率。
在使用阿贝折光仪进行测量时，需要注意一些影响测量精度的因素，如样品的填充、光源的稳定性和准直度、温度和压力的影响等。
除了测量样品的折射率外，阿贝折光仪还可以用于测量溶液的浓度、纯度和杂质含量等。
它在化学、生物、医药等领域具有广泛的应用前景。
阿贝折光仪测液体折射率
实验一 阿贝折光仪测液体物质折射率折射率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、及浓度大小等．在分光计的使用实验中将给出固体（玻璃）折射率的测定方法，本实验采用阿贝折光仪测定液体折射率．实 验 目 的(1) 学习用掠入射法测量液体折射率的原理；(2) 了解阿贝折光仪的结构和工作原理，学会使用该仪器测量液体的折射率．实 验 仪 器阿贝折光仪，滴管，蒸馏水，无水酒精，少许脱脂棉，待测液体（水）．实 验 原 理光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角．逐渐加大入射角，可使折射角达到90︒．折射角等于90︒时的入射角称为临界角．反过来，若光线自光疏介质进入光密介质，入射角大于折射角．当光线以90︒角入射(掠射)时仍有光线进入光密介质，此时的折射角亦为临界角．本实验测量折射率的原理及阿贝折射计的工作原理，就是基于测定临界角的原理．1 1 掠入射法测量液体的折射率如图1.3所示，在一折射棱镜的AB 面上充满了折射率为n 1的液体，棱镜的折射率n 2> n 1．若以单色的扩展光源照射分界面AB 时，从图1.3可看出：入射角为90︒的光线1将掠射到AB 界面而折射进入三棱镜内．显然，光线1经折射面AB 后的折射角i '正如发生全反射时的临界角，因而满足21sin n n i ='（1.1）当掠入射光线1经折射到A Ｃ面，再经折射而进入空气时，设在AC 面上的入射角为ψ，折射角为φ，则有ψϕsin sin 2n = （1.２）除掠入射光线1外，其它光线如光线2在AB 面上的入射角均小于90︒，因此经三棱镜折射，最后从AC 面折射进入空气时，都在光线i '的左侧．由于入射角i 不可能比90︒大，因而在三棱镜内不可能出现比临界角i '大的光线，即AC 面上出射的光线中，没有比φ角小的折射光线，故称φ为极限角．当用望远镜对准AC 面观察时，视场中将看到明暗两部分，其分界线就是i =90︒的掠入射引起的极限角方向．由图1.3中的光路图可知：三棱镜的棱镜角A 与角i '及角ψ有如下关系：ψ+'=i A ，即ψ-='A i ． （1.3）应用式（1.3），并从式（1.1）和式（1.2）中消去i '和ψ后可得 ϕϕsin cos sin sin ⋅--=A n A n 2221 ． （1.4）如果棱镜角A =90°，则ϕ2221sin -=n n ． （1.5）因此，当直角三棱镜的折射率n 2为已知时，测出φ角后即可计算出待测液体的折射率n 1．上述测定折射率的方法即为掠入射法．２ 阿贝折光仪的测量原理及仪器结构阿贝折光仪是测量透明、半透明液体或固体折射率的常用仪器．国产的阿贝计的测量范围为 1.3000~1.7000（精度为±0.0002）．若该仪器接上恒温器，则可测定温度为0℃~70℃内的折射率n ．阿贝折光仪也是根据全反射原理设计的．它有两种工作方式，即透射式和反射式．本实验只要求采用透射式方法测量透明液体的折射率．透射式测量光路如图所示．将折射率为n 的待测液体放置在折射率为N的折射棱镜的AB面上，其棱角为A，并将进光棱镜盖上，则液体将充满AB面与A’B’面之间隙，并用光源照明之．如果n<N，与图1.1相同，入射到AB面上的光线，经棱镜ABC两次折射后，由AC面射出的光束，在望远镜视场中将看到半明半暗的视场，明暗分界线就对应于掠面入射光束．测出AC面上相应的临界角φ，即可应用（1.4）式计算求出待测的n值．因阿贝折射计是用望远镜观察和进行角度测量的一种直读式仪器，所以仪器中直接刻有与φ角对应的折射率值．故不需要任何计算，可直接从调节的明暗分界现象，直接读出分界线对应的折射率值．应用阿贝计测量n值时，无论采用透射光或反射光，式(1.3)都成立．反射式测量用于测量固体（透明或半透明）物质的折射率，测量方法不再介绍．实验方法(1) 校准阿贝折光仪．用蒸馏水校准．打开进光棱镜，用脱脂棉沾一些乙醚、酒精的混合液（4:1）将镜面轻擦干净，然后用滴管在镜面上滴几滴蒸馏水（其折射率标准值20℃时为1.3330），调手轮，使读数恰为1.3330，再从望远镜目镜中看叉丝交线是否与黑白分界线重合．校正完毕后，再进行测定．测定的过程中不允许随意再动此部位．(2) 测量水的折射率．要求重复读数5次，求出待测n的平均值．(3) 按照上述方法，测量另一种液体的折射率．注意事项(1) 每次测量前必须按照步骤1的方法对镜面进行清洁，清洗后必须待晾干才能再加入被测液体．(2) 任何物质的折射率都与测量时的温度和使用的光波波长有关．本仪器是在消除色散的情况下测得的折射率，其对应光波波长λ=589.3nm．如不需要测量不同温度时的折射率，测定可在室温下进行．(3) 实验完毕，必须用步骤1的方法清洗棱镜面．。
大学物理实验实验18 用阿贝折射仪测液体的折射率
实验目的
① 学习一种测液体折射率的方法。
② 学习正确使用阿贝折射仪。
实验仪器
实验原理
• 阿贝折射仪是测量透明、半透明液体或固 体折射率的仪器，还可用来测定液体的色 散及测溶液中溶质的含量等。由于它使用 简便、精度较高（仪器误差为10−4），在 生产中和实验室经常用到。但测量范围有 限（nD=1.3到nD=1.7）是其缺点。 • 其测量原理如图所示。
• 若阿贝折射仪未经校准，是否影响测量的精度？其准确度如何？ • 测液体的折射率时，还应知道哪些客观条件？
测量方法：
放置方式
8
实验内容与步骤
• 清晰棱镜和校准片。 • 把校准片用溴代萘粘与棱镜中央。 • 使自然光射入棱镜调节反射玻璃。
• 调节使显微镜中的读数与校准片的折射率相故在测时应将仪器与恒温器接通。 但一般测量，也可不用恒温器，但须记下当时的室温。 • 因折射率与光波长有关，在测量时，应用单色光源。但在无单 色光源时，可用白光测量。这样误差较大，测量完毕应注明此 情况。
• 我们所用待测液体是蒸馏水和酒精，按上述作法各测8次，取其
算术平均值为测量结果，并算出平均绝对误差和相对误差。
思考题
• 如何防止校准片跌打？ • 简述阿贝折射仪测折射率的原理，用其他方法能否测得折射率？ • 为什么观察明暗分界线时要用望远镜，而读数时却用显微镜？
• 用阿贝折射仪如何测透明固体的折射率？
用阿贝折射仪测液体的折射率
物理实验教学中心
实验背景
• 阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体 的折射率和平均色散的仪器（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℃的折射率。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。阿贝折射仪操 作简单、使用方便，广泛用于制糖、制药、饮 料、石油、食品、化工工业生产、科研教学部 门的检测分析中。
阿贝折光仪的使用方法
阿贝折光仪的使用方法1.准备工作：-将仪器放在水平稳定的平台上，并调整它的位置。
-清洗测量平台和测量棱镜，确保它们干净。
-准备好待测液体样本，确保其温度稳定。
2.校准测量平台：-打开折光仪，并将视场中心对准刻度盘上的0刻线。
-旋转调节盘，使刻度盘上的游标移动到刻度盘中心的刻度线上。
3.样品测量：-使用滴管或注射器，将待测液体滴在测量平台上，确保其完全覆盖测量区域。
-通过眼睛或放大镜观察，调整刻度调节仪，直到从棱镜中观察到最小分离的暗亮交替条纹。
-读取刻度盘上游标所在刻度线的值。
4.折射率计算：-根据仪器上的刻度盘数值及所用液体的折射率与温度关联表，查找并记录所测液体的折射率值。
5.清洁和保养：-测量完成后，用纯净水或溶液轻轻清洗测量平台和棱镜表面。
避免刮擦或强力擦拭。
-用干燥、软布擦干仪器的各个部分，并将其放在干燥的环境中存放。
6.注意事项：-使用之前，应查看仪器的使用手册，了解详细的操作方法和注意事项。
-频繁校准仪器可以确保测量结果的准确性。
-温度对折射率的测量结果影响很大，因此，在测量之前应注意待测液体的温度。
-避免使用刺激性或腐蚀性液体进行测量，以免损坏仪器。
-仪器在使用后应妥善保养，避免灰尘、油渍等对仪器的影响。
总结：阿贝折光仪是一种简单易用的仪器，用于测量液体样品的折射率。
通过调节刻度调节盘，观察交替的暗亮条纹并读取刻度盘上的数值，可以计算出液体的折射率。
使用之前需要进行校准，并注意操作方法和事项，以确保准确的测量结果。
仪器使用后应进行清洁和保养，以延长其使用寿命。
14阿贝折射计测量液体折射率141
用阿贝折射计测量液体折射率一、阿贝折射计的原理液体的折射率可以采取多种方法测量，使用阿贝折射计是最常用、最方便的一种方法。
本次实验要求掌握阿贝折射计测量液体折射率的原理和方法。
阿贝折射计是根据全反射原理设计的，通过测量处于临界角光线的出射角，可以算出待测液体或固体样品的折射率。
测量方法分透射法和全反射法。
透射法也称掠射法，待测量液体（n x ）载于已知折射率n （n > n x ）的直角棱镜的弦面AB 上，用散射光从掠射方向照亮待测介质，折射光由AC 面出射。
近似平行于分界面的掠射光线3必将以全反射的临界角i c 进入棱镜，然后以出射角3θ从棱镜另一侧面AC 出射。
在AC 面观察时可以看到一个分界非常明显的明区和暗区。
可以证明，待测介质折射率n x 和棱镜折射率n 、直角棱镜的底角（A 棱棱角）ϕ、出射角3θ有如下关系221/233(sin )sin cos sin x n n θϕϕθ=-- （1）由（1）式，只要测得出射角3θ，就可以算出待测介质的折射率n x 。
全反射法时，待测量液体（n x ）依然载于直角棱镜的弦面AB 上，用散射光从做成磨砂面的直角边BC 方向照亮棱镜，漫射光在AC 面发生全反射或透射。
以全反射的临界角i c 入射于分界面的光线3以出射角3θ从棱镜另一侧面AC 出射，而入射角度小于临界角i c 的光线在界面上发生折射，进入液体，而不再能够进入棱边AC 。
入射角度大于临界角的光线发生全反射，进入AC 面。
因此在AC 面观察时仍然可以看到一个分界非常明显的明区和暗区。
，即可以判定待测折射率n x。
测得出射角3图2 全反射法光路示意图二、阿贝折射计的结构图3阿贝折射仪外形图1.测量望远镜；2、消散手柄；3、恒温水入口；4、温度计；5、测量棱镜；6、铰链；7、辅助棱镜；8、加液槽；9、反射镜；10、读数望远镜；11、转轴；12、刻度盘罩；13、闭合旋钮；14、底座。
三、阿贝折射计的使用方法1、仪器安装：将阿贝折射仪安放在光亮处，但应避免阳光的直接照射，以免液体试样受热迅速蒸发。
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实验一 阿贝折光仪测液体物质折射率
折射率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、及浓度大小等．在分光计的使用实验中将给出固体（玻璃）折射率的测定方法，本实验采用阿贝折光仪测定液体折射率．
实 验 目 的
(1) 学习用掠入射法测量液体折射率的原理；
(2) 了解阿贝折光仪的结构和工作原理，学会使用该仪器测量液体的折射率．
实 验 仪 器
阿贝折光仪，滴管，蒸馏水，无水酒精，少许脱脂棉，待测液体（水）．
实 验 原 理
光线从光密介质进入
光疏介质，入射角小于折射
角．逐渐加大入射角，可使
折射角达到90︒．折射角等
于90︒时的入射角称为临界
角．反过来，若光线自光疏
介质进入光密介质，入射角
大于折射角．当光线以90︒
角入射(掠射)时仍有光线
进入光密介质，此时的折射
角亦为临界角．本实验测量折射率的原理及阿贝折射
计的工作原理，就是基于测
定临界角的原理．
1 1 掠入射法测量液体的折射率
如图1.3所示，在一折射棱镜的AB 面上充满了折射率为n 1的液体，棱镜的折射率n 2> n 1．若以单色的扩展光源照射分界面AB 时，
从图1.3可看出：入射角为90︒的光线1将掠射到AB 界面而折射进入三棱镜内．显然，光线1经折射面AB 后的折射角i '正如发生全反射时
的临界角，因而满足
21
sin n n i ='
（1.1）
当掠入射光线1经折射到A Ｃ面，再经折射而进入空气时，设在AC 面上的入射角为ψ，折射角为φ，则有
ψϕsin sin 2n = （1.２）
除掠入射光线1外，其它光线如光线2在AB 面上的入射角均小于90︒，因此经三棱镜折射，最后从AC 面折射进入空气时，都在光线i '的左侧．由于入射角i 不可能比90︒大，因而在三棱镜内不可能出现比临界角i '大的光线，即AC 面上出射的光线中，没有比φ角小的折射光线，故称φ为极限角．当用望远镜对准AC 面观察时，视场中将看到明暗两部分，其分界线就是i =90︒的掠入射引起的极限角方向．
由图1.3中的光路图可知：三棱镜的棱镜角A 与角i '及角ψ有如下关系：
ψ+'=i A ，
即
ψ-='A i ． （1.3）
应用式（1.3），并从式（1.1）和式（1.2）中消去i '和ψ后可得 ϕϕsin cos sin sin ⋅--=A n A n 2221 ． （1.4）
如果棱镜角A =90°，则
ϕ2221sin -=n n ． （1.5）
因此，当直角三棱镜的折射率n 2为已知时，测出φ角后即可计算出待
测液体的折射率n 1．上述测定折射率的方
法即为掠入射法．
２ 阿贝折光仪的测量原理及仪器结构
阿贝折光仪是测量透明、半透明液体
或固体折射率的常用仪器．国产的阿贝计
的测量范围为 1.3000~1.7000（精度为
±0.0002）．若该仪器接上恒温器，则可测
定温度为0℃~70℃内的折射率n ．
阿贝折光仪也是根据全反射原理设计
的．它有两种工作方式，即透射式和反射
式．本实验只要求采用透射式方法测量透
明液体的折射率．透射式测量光路如图所
示．
将折射率为n 的待测液体放置在折射
率为N的折射棱镜的AB面上，其棱角为A，并将进光棱镜盖上，则液体将充满AB面与A’B’面之间隙，并用光源照明之．如果n<N，与图1.1相同，入射到AB面上的光线，经棱镜ABC两次折射后，由AC面射出的光束，
在望远镜视场中将看到半明半暗的视场，明暗分界线就对应于掠面入射光束．测出AC面上相应的临界角φ，即可应用（1.4）式计算求出待测的n值．因
阿贝折射计是用望远镜观察和进行角度测量的一种直读式仪器，所以仪器中直接刻有与φ角对应的折射率值．故不需要任何计算，可直接从调节的明暗分界现象，直接读出分界线对应的折射率值．应用阿贝计测量n值时，无论采用透射光或反射光，式(1.3)都成立．反射式测量用于测量固体（透明或半透明）物质的折射率，测量方法不再介绍．
实验方法
(1) 校准阿贝折光仪．
用蒸馏水校准．打开进光棱镜，用脱脂棉沾一些乙醚、酒精的混合液（4:1）将镜面轻擦干净，然后用滴管在镜面上滴几滴蒸馏水（其折射率标准值20℃时为1.3330），调手轮，使读数恰为1.3330，再从望远镜目镜中看叉丝交线是否与黑白分界线重合．校正完毕后，再进行测定．测定的过程中不允许随意再动此部位．
(2) 测量水的折射率．要求重复读数5次，求出待测n的平均值．
(3) 按照上述方法，测量另一种液体的折射率．
注意事项
(1) 每次测量前必须按照步骤1的方法对镜面进行清洁，清洗后必须待晾干才能再加入被测液体．
(2) 任何物质的折射率都与测量时的温度和使用的光波波长有关．本仪器是在消除色散的情况下测得的折射率，其对应光波波长λ=589.3nm．如不需要测量不同温度时的折射率，测定可在室温下进行．
(3) 实验完毕，必须用步骤1的方法清洗棱镜面．。