阿贝折射仪_百度文库

　　阿贝折射仪是如何测量与掠入射光线相对应的出射角 呢?由图4可知，当扩展光源的光线从各个方向射向AB面时，除掠入射光线外，其它光线在AB面上的入射角皆小于90度。不难看出凡入射角小于90度的光线，经棱镜折射后的出射角必大于角 而偏折于掠入射光线的出射方向的左侧形成亮视场。而另一侧因无光线而形成暗视场。显然，明暗视场的分界线就是掠入射光线，使明暗分界线正对十字线中心。此时，目镜视场中读数刻线所对准的下边折射率刻度示值即为被测液体的折射率。

　　被测物体上需有一到两个平整的抛光面。把进光棱镜打开，在折射棱镜的抛光面上加1-2滴比被测物体折射率高的透明液体（如溴代萘），并将被测物体的抛光面擦干净放上去，使其接触良好，此时便可在目镜视场中寻找分界线，瞄准和读数的操作方法如前所述。

　　2、每次测定工作之前或者读数校对时必须将进光棱镜的磨砂面，折射棱镜的抛光面及标准试样的抛光面，用脱脂棉沾一些无水酒精与（1:1）的混合液轻轻擦拭干净，以免残留有其他物质，影响成像清晰度和测量结果。

　　1）打开棱镜组，用脱脂棉沾一些无水酒精与（1:1）的混合液将进光棱镜的磨砂面及折射棱镜的抛光面轻轻擦拭干净，干燥后使用，以免残留有其他物质，影响成像清晰度和测量结果。

　　阿贝折射仪直接标示出了与 角对应的折射率值，测量时只要使明暗分界线与望远镜叉丝交点对准，就可从视场中折射率刻度上直接读出 的值。

　　若待测固体有两个相互垂直的抛光面，则可用透射光测定其折射率。如图5所示，在待测固体和折射棱镜的AB面之间滴一滴接触液（其折射率为n2，要求 ，一般用折射率较高的溴代萘），扩展光源发出的光直接进入待测固体（不用进入光棱镜），经过接触液进入折射棱镜，其中一部分光线在通过待测固体时，传播方向平行于固体与接触液的交界面。当 时，同理，由折射定律和几何关系可得待测固体折射率为

　　2）用滴管将少许待测液滴在折射棱镜的抛光面上，并将进光棱镜合上，用棱镜锁紧手轮10锁紧，使待测液在进光棱镜的磨砂面及折射棱镜的抛光面中间形成一层均匀无气泡的液膜。

　　3）打开遮光板3，合上反射镜ຫໍສະໝຸດ Baidu，适当旋转聚光镜12，使视场明亮。调节目镜，使十字线）旋转折射率刻度调节手轮15，在目镜视场中找到明暗分界线，观察明暗分界线的移动，使之大致对准十字叉丝的交点。然后旋转阿米西棱镜手轮6，消除视场中出现的色彩，视场中只有黑、白两色。

　　阿贝折射仪中的阿贝棱镜组由两个直角棱镜(折射率n)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(nx＜n)夹在两棱镜的弦面之间，形成薄膜。如图4所示，光先射入进光棱镜，由

　　其磨砂弦面 产生漫射光穿过液层进入折射棱镜(图中ABC)。因此，到达液体和折射棱镜的接触面(AB面)上任意一点的诸光线具有各种不同的入射角，最大的入射角是i=90度，这种方向的入射称为掠入射。设掠入射光线经棱镜两次折射后，从AC面以 角出射，若 ，则由折射定律得

　　1、在开始测定前，必须先用标准液体或标准试样校对读数。通常最简便的方法是用蒸馏水，从附表中查出实验时其标准折射率值（对钠黄光λ＝589.3nm的折射率，即nD），根据测定液体折射率的方法，在折射棱镜的抛光面加1-2滴蒸馏水，当读数视场指示标准值时，观察望远镜内明暗分界线是否在十字线中间，若有偏差则用螺丝刀微量旋转小孔16内的校正螺钉，带动物镜偏摆，使分界线像位移至十字线中心。通过反复观察与校正，使示值的起始误差降至最小（包括操作者的瞄准误差）。如用标准试样（上面标有折射率的标准值），则根据测定固体折射率的方法，在折射棱镜的抛光面加1-2滴溴代萘，再贴上标准试样的抛光面，其余步骤同上。校正完毕后，在以后的测定过程中不允许随意再动此部位。在日常的测量工作中一般不需校正仪器，如对所测的折射率示值有怀疑时，可按上述方法进行检验，是否有起始误差，如有误差应进行校正。

　　其中 为AB面上的折射角， 为AC面上的入射角。由图4，出射光线与顶角A在AC面法线的两侧，可得棱镜顶角A与角 及 角之间的关系为

　　因此，若折射棱镜的折射率n、折射棱镜的顶角A已知，只要测出出射角 即可求出待测液体的折射率 。

　　基本操作方法与测量折射率相同，只是以两个不同方向转动色散调节手轮6时，使视场中明暗分界线无彩色为止，此时需记下每次在色散值刻度圈7上所示的刻度值Z，取其平均值，再记下其折射率nD。根据折射率nD值，在阿贝折射仪色散表的同一横行中找出A和B的值（若nD在表中二数值中间时用内插法求得）。再根据Z值在表中查出相应的值，当 时 取负值。当 时 取正值，将A、B、 值代入色散公式 就可求出平均色散值。

　　当出射光线与顶角A分居于AC面法线两侧时，公式取“－”号，反之，若在同侧时，公式取“＋”号。

　　任何物质的折射率都与测量时使用的光波的波长有关。阿贝折射仪因有光补偿装置（阿米西棱镜组），所以测量时可用白光光源，且测量结果相当于对钠黄光（λ＝589.3nm）的折射率（即nD）。另外，液体的折射率还与温度有关，因此若仪器接上恒温器，则可测定不同温度下液体的折射率，研究折射率随温度的变化关系。

　　1.进光棱镜2.折射棱镜3.摆动反光镜4.消色散棱镜组5.望远物镜组6.平行棱镜7.分划板8.目镜9.反光镜10.读数物镜11.刻度板12.聚光镜

　　读数系统。光线连成一体同时绕刻度中心作回转运动）。通过反射镜10，读数物镜9，平行棱镜6将刻度板上不同部位折射率示值成像于分划板7上(见图2左半部分所示的像)。

　　阿贝折射仪就是根据全反射原理制成的一种专门用于测量透明或半透明液体和固体折射率及色散率的仪器，它还可用来测量糖溶液的含糖浓度。它是石油化工、光学仪器、食品工业等有关工厂、科研机构及学校的常用仪器。

　　被测物体上需有一个平整的抛光面。将被测定半透明固体的抛光面将样品与棱镜的AB面密合，也可以在待测固体和折射棱镜的AB面之间滴1-2滴接触液粘在折射棱镜上，打开反射镜1并调整角度利用反射光测量，具体操作方法同上。

　　操作与测量液体折射率相同，此时读数可直接从视场中示值上半部分读出，即为蔗糖溶液质量分数。

　　1．使用仪器前应先检查进光棱镜的磨砂面、折射棱镜及标准玻璃块的光学面是否干净，如有污迹要擦拭干净，以免留有其他物质，影响成像清晰度和测量准确度。

　　3．用标准块校准仪器读数时，所用折射率液不宜太多，使折射率液均匀布满接触面即可。过多的折射率液易堆积于标准块的棱尖处，既影响明暗分界线的清晰度，又容易造成标准块从折射棱镜上滑落而损坏。

　　读数镜视场中下边为液体折射率刻度，上边为蔗糖溶液的质量分数（锤度Brix）刻度（0-95％）

　　1反射镜2棱镜座连接转轴3遮光板5进光棱镜座6色散调节手轮7色散值刻度圈

　　8目镜9盖板10锁紧手轮11折射棱镜座12照明刻度板聚光镜13温度计座14底座15折射率刻度调节手轮16校正螺钉孔17壳体18恒温器接头

　　折射率是透明材料的一个重要光学常数。测定透明材料折射率的方法很多，如全反射法和最小偏向角法，最小偏向角法具有测量精度高、被测折射率的大小不受限制、不需要已知折射率的标准试件而能直接测出被测材料的折射率等优点。但是，被测材料要制成棱镜，而且对棱镜的技术条件要求高，不便快速测量。全反射法具有测量方便快捷，对环境要求不高，不需要单色光源等特点。然而，因全反射法属于比较测量，故其测量准确度不高（大约Δn=3×10-4），被测材料折射率的范围受到限制（约为1.3000～1.7000），且对固体材料还需制成试件。尽管如此，在一些精度要求不高的测量中，全反射法仍被广泛使用。

　　WZA型阿贝折射仪、标准玻璃块一块、折射率液（溴代萘）一瓶、待测液（自来水，酒精，蔗糖溶液）、滴管、脱脂棉及擦镜纸等。

　　阿贝折射仪是根据全反射原理设计的，有透射光(掠入射)与反射光(全反射)两种使用方法。

　　此外，用反射光测定折射率的原理如图6所示，光由折射棱镜的磨砂面BC进入，此时BC面就成为一个扩展面光源，到达AB面（与待测物质的接触面）上任意一点的诸光线具有不同的入射角，凡入射角大于临界角 者，皆全反射，再经AC面射出，用望远镜对准 角方向，同样观察到明暗视场，但明暗差别不如透射光。用反射光测量固体的折射率时，只需一个抛光面。将样品抛光面与棱镜的AB面密合即可。当然也可以在待测固体和折射棱镜的AB面之间滴一滴接触液（其折射率为n2，要求 ， ）。对于反射光测量的情况，同透射光测量相似，由折射定律和几何关系同样可得待测介质折射率为

　　5．读取数据时，首先沿正方向旋转棱镜转动手轮（如向前），调节到位后，记录一个数据。然后继续沿正方向旋转一小段后，再沿反方向（如向后）旋转棱镜转动手轮，调节到位后，再记录一个数据，取两个数据的平均值为一次测量值。

　　6．实验过程中要注意爱护光学器件，不允许用手触摸光学器件的光学面，避免剧烈振动和碰撞。

　　当出射光线与顶角A分居于AC面法线两侧时，公式取“－”号，反之，若在同侧时，公式取“＋”号。

　　由于折射棱镜的n和A均已知，只要测出光线掠入射经过待测固体时，由棱镜AC面上出射极限角 ，由上式即可算出待测固体的折射率。用阿贝折射仪测量时，同样只要使明暗分界线与望远镜叉丝交点对准，就可直接读出nx的值。接触液的存在并不影响nx的测量，但要求折射率 。接触液的作用是使得待测样品面和折射棱镜面形成良好的光学接触，没有空隙且有粘附性。若待测固体只有一个抛光面，则可用反射光测量。

　　6、若需测量在不同温度下的折射率，将温度计旋入温度计座13中，接上恒温器的通水管，把恒温器的温度调节到所需测量温度，接通循环水，待温度稳定十分钟后，即可测量。

　　2）分别求出自来水、酒精、蔗糖溶液折射率的平均值和不确定度，将结果写成标准形式。

　　阿贝折射仪是测量物质折射率的专用仪器，它能快速而准确地测出透明、半透明液体或固体材料的折射率（测量范围一般为1.300-1.700)，它还可以与恒温、测温装置连用，测定折射率随温度的变化关系。

　　望远系统。进光棱镜1与折射棱镜2之间有一微小均匀的间隙，被测液体就放在此空隙内。当光线（自然光或白炽灯光）射入进光棱镜1时便在其磨砂面上产生漫反射，使被测液层内有各种不同角度的入射光，经折射棱镜2产生一束折射角均大于出射角度 的光线，从而形成明暗视场。由摆动反射镜3将此束光线，此消色散棱镜组是由一对等色散阿米西棱镜组成的，其作用是可获得一可变色散来抵消由于折射棱镜对不同被测物体所产生的色散。再由望远物镜5将此明暗分界线上，分划板上有十字分划线右半部分所示的像。