測量液體折射率隨溫度變化的曲線

設(shè)計性實驗（報告）中文題目： 測量液體折射率隨溫度變化的曲線英文題目:： ACurveOfTemperature-basedMeasurementOfLiquidRefractiveIndex在液體的各種屬性中，諸如密度、濃度、溫度等的改變都會影響液體的折射率，此外，外界條件如壓強(qiáng)的改變也會在一定程度上改變液體的折射率。在生產(chǎn)實際中，通過測定液體折射率隨不同屬性的變化情況，有重要的意義。通過實驗測量，甘油的折射率隨溫度變化的情況，溫度升高，折射折射率隨之減小。關(guān)鍵字液體折射率；溫度；阿貝折射儀；曲線目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 I關(guān)鍵字 I\o"CurrentDocument"第一節(jié)前言 1\o"CurrentDocument"第二節(jié)材料與方法 2\o"CurrentDocument"第三節(jié)結(jié)果 3\o"CurrentDocument"第四節(jié)討論 4\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 5致謝 6第一節(jié)前言折射率是表征液體光學(xué)性質(zhì)的基本物理量之一。在液體的各種屬性中，諸如密度、濃度、溫度等的改變都會影響液體的折射率，此外，外界條件如壓強(qiáng)的改變也會在一定程度上改變液體的折射率。在生產(chǎn)實際中，通過測定液體折射率隨不同屬性的變化情況，有重要的意義。如在食品生產(chǎn)中，通過測量液體折射率可以鑒別食品組成、深度及品質(zhì)。為了對液體折射率有一個更深的理解，本文對甘油在不同溫度下的折射率進(jìn)行了測定。第二節(jié)材料與方法材料：阿貝折射儀、甘油、恒溫器。阿貝折射儀的基本原理即為折射定律：sin以］=n^sin^，n1，氣為交界面的兩側(cè)的兩種介質(zhì)的折射率（圖一）。a為入射角，匕為折射角'。2若光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角小于折射角：改變?nèi)肷浣强梢允拐凵浣沁_(dá)到90°，此時的入射角稱為臨界角，本儀器測定折射率是基于測定臨界角的原理。圖二中當(dāng)不同角度光線射入AB面時，其折射都大于i，如果用一望遠(yuǎn)鏡對出射光線觀察，可以看到望遠(yuǎn)鏡視場被分為明暗兩部分，二者之間有明顯分界線。見圖三所示，明暗分界處即為臨界角的位置。圖三圖三圖二中ABCD為一折射棱鏡，其折射率為n°AB面上面是被測物體。（透明固體或液體）其折射率為氣，由折射定律得：2TOC\o"1-5"\h\zn?sin90o=n?sina （1）n?sinp=sini （2）中=以+。2 則a=o-P代入（1）式得：n=nsin（①-P）=n（sin①cosP-cos①sinP） （3）由（2）式得：n2sin2p=sin2i推出cosp=：（n；-sin2i）n2代入（3）式得：n=sin中偵n2-sin2i-cos①sini棱鏡之折射角i與折射書n均已知。當(dāng)測的臨界角i時，即可換算的被測物體之折射率n。 2方法：用滴管滴少量甘油于兩棱鏡面之間，然后對樣品進(jìn)行加熱，并穩(wěn)定在所須要的每個溫度上，在阿貝折射儀上讀出其相應(yīng)的折射率值。得到一組不同溫度（25°c—90Q下的甘油折射率值，然后作n—t圖像。（因?qū)嶒灥哪康闹皇菧y量液體折射率隨溫度變化的情況，所以不必進(jìn)行較對）

第三節(jié)結(jié)果我們對不同溫度下甘油的折射率進(jìn)行了測量，所得數(shù)據(jù)如下表所示。溫度技。025.030.035.040.045.050.555.0折射率n1.46651.46581.46501.46391.46281.46131.4604溫度技。C)60.065.070.075.080.085.090.0折射率n1.45921.45801.45681.45511.45411.45271.4515其n—t曲線如下所示，從測量數(shù)據(jù)和n-t曲線可以很明顯地看出，甘油的折射率隨溫度變化的情況，溫度升高，折射折射率隨之減小。第四節(jié)討論當(dāng)液體（甘油）溫度增加時，液體受熱膨脹，密度隨之減小，從而導(dǎo)致光在水中速度減小，而折射率與光速是成正比的，因此折射率就減小。從甘油的n-t曲線可以看出，折射率與溫度接近線性關(guān)系，我們對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，得到相關(guān)系數(shù)R=-0.99794，相關(guān)程度較大，但我們不能由此得到液體折射率與溫度成線性關(guān)系，我們的實驗數(shù)據(jù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以證明這一點。參考文獻(xiàn)張宏萬葆紅.《大學(xué)物理實驗》.1998年第01期張映輝.《大學(xué)物理實驗》.機(jī)械工業(yè)出版社，2010致謝本實驗是由筆者和其他三位同學(xué)共同完成，在實驗過程中，多次遇到無法解決的問題，在此特感謝金逢錫老對我們的悉心指導(dǎo)。同時，也感謝和我共同實驗的三位同學(xué)，他們實驗中某些問