阿貝折射儀的使用課件

1、阿貝折射儀的使用,引言,折射率和平均色散是表征物質(zhì)光學(xué)特性的兩個(gè)重要常數(shù)，借助它們可以了解物質(zhì)的光學(xué)性能、純度、濃度及色散大小等。阿貝折射儀是最常用的測(cè)量物質(zhì)折射率與平均色散的儀器，在科學(xué)研究與石油、油脂、制藥、制漆、食品、制糖、日用化工等行業(yè)中有著極其廣泛的應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解阿貝折射儀光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理。 學(xué)會(huì)使用阿貝折射儀的一般方法。 測(cè)定幾種常見(jiàn)液體的折射率,實(shí)驗(yàn)儀器 2WA-J阿貝折射儀 純凈水及酒精溶液 帶有滴管的試劑瓶?jī)蓚€(gè) 脫脂棉等,阿貝折射儀的結(jié)構(gòu),1 反射鏡；2 轉(zhuǎn)軸；3 遮光板；4 溫度計(jì)；5 進(jìn)光棱鏡座；6色散調(diào)節(jié)手輪；7 色散值刻度圈；8目鏡；9 殼體；10 手

2、輪；11 折射棱鏡；12聚光鏡；13 溫度計(jì)座；14 底座；15 為折射率刻度調(diào)節(jié)手輪；16 調(diào)節(jié)螺絲,其中心部件是由兩塊直角棱鏡組成的棱鏡組，下面一塊是可以啟閉的輔助棱鏡，其斜面是磨砂的，液體試樣夾在輔助棱鏡與測(cè)量棱鏡之間，展開(kāi)成一薄層。光由光源經(jīng)反射鏡反射至輔助棱鏡，磨砂的斜面發(fā)生漫射,實(shí)驗(yàn)原理 當(dāng)光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，入射角會(huì)小于折射角。改變?nèi)肷浣强墒拐凵浣沁_(dá)到90，此時(shí)的入射角稱為臨界角。2WA-J 阿貝折射儀測(cè)定折射率的工作即利用了測(cè)定臨界角的原理如下圖示,N1,N1,則有,由平面幾何學(xué)可知,將已知的棱鏡折射角 及棱鏡材料折射率n2、測(cè)得的臨界角 i 的正弦值sini，即可算

3、得待測(cè)液體的折射率n1。將此計(jì)算結(jié)果在分劃板上制成折射率標(biāo)尺，在測(cè)量時(shí)即可直接 從分劃板上讀出測(cè)得的折射率值,當(dāng)入射光自待測(cè)液體中以90入射時(shí)，在折射棱鏡中的折射角就是臨界角c 。該光線再經(jīng)一次折射后，進(jìn)入望遠(yuǎn)系統(tǒng)的出射角記為i。當(dāng)入射光以小于90的不同角度入射時(shí)，所有的出射角都將大于i。于是望遠(yuǎn)鏡中的視場(chǎng)被分為明暗兩個(gè)部分，二者之間的分界線即為臨界角所對(duì)應(yīng)的位置。記待測(cè)液體的折射率為n1,折射棱鏡ABCD的折射率為n2，且有n1n2。 依折射定律有,從液體試樣層進(jìn)入測(cè)量棱鏡的光線各個(gè)方向都有，從測(cè)量棱鏡的直角邊上方可觀察到臨界折射現(xiàn)象。轉(zhuǎn)動(dòng)棱鏡組轉(zhuǎn)軸的手柄，調(diào)節(jié)棱鏡組的角度，使臨界線正好落在

4、測(cè)量望遠(yuǎn)鏡視野的X型準(zhǔn)絲交點(diǎn)上。由于刻度盤與棱鏡組的轉(zhuǎn)軸是同軸的，因此與試樣折光率相對(duì)應(yīng)的臨界角位置能通過(guò)刻度盤反映出來(lái)。刻度盤上的示值有兩行，一行是在以日光為光源的條件下將Zi值和KIO3值直接換算成相當(dāng)于鈉光D線的折光率HCl（從1.3000至1.7000）；另一行為095%，它是工業(yè)上用折光儀測(cè)量固體物質(zhì)在水中濃度的標(biāo)準(zhǔn)。通常用于測(cè)量蔗糖的濃度。 為使用方便，阿貝折光儀光源采用日光而不用單色光。日光通過(guò)棱鏡時(shí)由于其不同波長(zhǎng)的光的折射率不同，因而產(chǎn)生色散，使臨界線模糊。為此在測(cè)量望遠(yuǎn)鏡的鏡筒下面設(shè)計(jì)了一套消色散棱鏡（Amici棱鏡），旋轉(zhuǎn)消色散手柄，就可以使色散現(xiàn)象消除,阿貝折射儀的使用

5、測(cè)定半透明液體的折射率,松開(kāi)鎖鈕，開(kāi)啟輔助棱鏡，使其磨砂的斜面處于水平位置，用滴定管加小量丙酮清洗鏡面，促使難揮發(fā)的玷污物逸走，用滴定管時(shí)注意勿使管尖碰撞鏡面。將被測(cè)液體用干凈滴管加在折射棱鏡表面,將進(jìn)光棱鏡蓋上，用 手輪鎖緊，要求液層均勻，充滿視場(chǎng)，無(wú)氣泡,1.加樣,打開(kāi)遮光板，合上反射鏡，調(diào)節(jié)目鏡視度，使十字線成象清晰,2.對(duì)光,3.粗調(diào) 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使刻度盤標(biāo)尺上的示值逐漸增大，直至觀察到視場(chǎng)中出現(xiàn)彩色光帶或黑白臨界線為止。 4.消色散 轉(zhuǎn)動(dòng)消色散手柄，使視場(chǎng)內(nèi)呈現(xiàn)一個(gè)清晰的明暗臨界線。 5.精調(diào) 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使臨界線正好處在X形準(zhǔn)絲交點(diǎn)上，若此時(shí)又呈微色散，必須重調(diào)消色散手柄，使臨界線明暗

6、清晰。（調(diào)節(jié)過(guò)程在右邊目鏡看到的圖像顏色變化如下圖,此時(shí)旋轉(zhuǎn)色散調(diào)節(jié)手輪使分界線不帶任何彩色，再微調(diào)刻度手輪，使分界線位于十字線的中心。此時(shí)視場(chǎng)下方顯示值的下排讀數(shù)即為被測(cè)液體的折射率,注意,在正式測(cè)定前可用純水調(diào)校儀器。當(dāng)分界線位于十字線的中心時(shí)，下方顯示值應(yīng)為上排讀數(shù)0（百分比濃度）、下排1.333（折射率）。 如刻度值不正確，可用螺絲刀旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲校正,實(shí)驗(yàn)步驟 測(cè)定純凈水的折射率 打開(kāi)小反光鏡，調(diào)節(jié)反射鏡，使兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)明亮 ，調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中的目鏡，看清分劃板上的刻度線（X型準(zhǔn)線），調(diào)節(jié)讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡中的目鏡，并轉(zhuǎn)動(dòng)棱鏡手輪，看清刻度值。 把棱鏡組打開(kāi)，用酒精將棱鏡表面擦洗干凈，將被測(cè)

7、液體用干凈滴管加在折射棱鏡表面上，并將進(jìn)光棱鏡蓋上，用手輪鎖緊。要求液層均勻充滿視場(chǎng)而無(wú)氣泡。打開(kāi)遮光板，合上反射鏡，調(diào)節(jié)目鏡使十字線成像清晰。 旋轉(zhuǎn)手輪在目鏡視場(chǎng)中找到明暗分界線的位置后旋轉(zhuǎn)手輪使分界線不帶任何彩色，再微調(diào)手輪使分界線位于十字線中心。 適當(dāng)調(diào)節(jié)聚光鏡。此時(shí)視場(chǎng)下方顯示的示值即為待測(cè)液體的折射率。,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 測(cè)定酒精溶液的折射率（步驟同上,注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)中不要忘記記錄實(shí)驗(yàn)室溫度示數(shù) 先測(cè)純凈水的折射率再測(cè)酒精溶液的折射率 阿貝棱鏡質(zhì)地較軟，再利用滴管加液時(shí)，不能讓滴管碰到棱鏡面上，以免劃傷；并合棱鏡時(shí)，應(yīng)防止待測(cè)液層中存在有氣泡。 每次測(cè)量后，棱鏡表面必須用蒸餾水沖洗干凈，用棉花擦鏡紙輕輕把水分吸干，擦凈。 做完實(shí)驗(yàn)后,整理儀器時(shí)別忘記填寫儀器設(shè)備使用