折射率的測定（物理常數測定課件）

折射率的測定一、實驗目的

1.理解液體有機物折光率測定的意義；

2.了解阿貝折光儀測定折光率的原理；

3.掌握阿貝折光儀測定折光率的方法和操作要領；

4.練習用阿貝折光儀進行乙醇、乙酸乙酯折光率測定。二、實驗原理

光在兩個不同介質中的傳播速度是不相同的。當光線從一個介質A進入另一個介質B時，如果它的傳播方向與兩個介質的界面不垂直時，則在界面處的傳播方向發(fā)生改變。這種現象稱為光的折射現象。

若介質A是真空，規(guī)定N=1，則

根據折射定律，波長一定的單色光線，在確定的外界條件（如溫度、壓力等）下，從一個介質A進入另一個介質B時，入射角α和折射角β（如下圖）的正弦之比和這兩個介質的折光率N（介質A的）與n（介質B的）成反比，即：

所以一個介質的折光率，是光線從真空進入這個介質時的入射角和折射角的正弦之比。這種折光率稱為該介質的絕對折光率，通常測定的折光率，都是以空氣作為比較的標準。

物質的折光率與它的結構和光線波長有關，而且也受溫度、壓力等因素的影響。折光率常用ntD表示

D是以鈉燈的D線（5893?）作光源，t是與折光率相對應的溫度。由于通常大氣壓的變化，對折光率的影響不顯著，所以只在很精密的工作中，才考慮壓力的影響。

一般當溫度增高一度時，液體有機化合物的折光率會減少3.5×10-4～5.5×10-4，不同溫度測定的折光率，可換算成另一溫度下的折光率。為了便于計算，一般采用4×10-4為溫度每變化1度的校正值。這個粗略計算，所得的數值可能略有誤差。但卻有參考價值。通常文獻中列出的某物質的折光率是溫度在20度的數值。當實際測定時的溫度高于（或低于）20度時，所測折光率值應加上（或減去）Δｔ×4×10-4。三、阿貝折光儀

如果介質A對于介質B是疏物質，即nA<nB時，則折射角β必小于入射角α，當入射角α為900時，sinα=1,這時折射角達到最大值，稱為臨界角，用β0表示。很明顯，在一定波長與一定條件下，β0也是一個常數，它與折光率的關系是：

n=1/sinβ0可見通過測定臨界角β0，就可以得到折射率，這就是通常所用阿貝（Abbe）折光儀的基本光學原理。1.阿貝折光儀工作原理2.阿貝折光儀的結構

1.反射鏡2.轉軸折光棱鏡3.遮光板4.溫度計5.進光棱鏡

6.色散調節(jié)手輪7.色散值刻度圈8.目鏡9.蓋板10.棱鏡鎖緊手輪11.折射棱鏡座12.照明刻度盤聚光鏡13.溫度計座14.底座15.折射率刻度調節(jié)手輪16.調節(jié)物鏡螺絲孔17.殼體18.恒溫器接頭3.阿貝折光儀的使用與操作方法（1）準備工作①測定前，必須先用標準試樣校對讀數②每次測定工作之前及進行示值校準時必須將進光棱鏡的毛面，折射棱鏡的拋光面及標準試樣的拋光面，用無水酒精與乙醚（1︰4）的混合液和脫脂棉花輕檫干凈，以免留有其他物質，影響成象清晰度和測量精度。（2）乙醇、乙酸乙酯折光率測定

將被測液體用干凈滴管加在折射棱鏡表面，并將進光棱鏡蓋上，用手輪（10）鎖緊，要求液層均勻，充滿視場，無氣泡。打開遮光板（3），合上反射鏡（1），調節(jié)目鏡視度，使十字線成象清晰，此時旋轉手輪（15）并在目鏡視場中找到明暗分界線的位置，再旋轉手輪（6）使分界線不帶任何彩色，微調手輪（15），使分界線位于十字線的中心，再適當轉動聚光鏡（12），此時目鏡視場下方顯示的示值即為被測液體的折光率。

若需測量在不同溫度時的折射率，將溫度計旋入溫度計座（13），接上恒溫器的通水管，把恒溫器的溫度調節(jié)到所需測量溫度，接循環(huán)水，待溫度穩(wěn)定十分鐘