1、阿贝折光仪的使用及说明 1仪器构造的简单原理根据折射定律，入射角 i和折射角 r之间有下列关系：当光线从介质 1进入介质 2时则=n1，2 (5-3) 式中 n1， n2， v1， v2分别为 1，2 两介质的折射率和光在其中的传播速度， n1，2 是介质 2对于介质 1的相对折射率。折射率为物质的特性常数，对一定 波长的光在一定温度压力下，是一个定值。由式（5-3）可知，当 n2 n1时，则折射角 r恒小于入射角 i。当人射角 i增加到 时，折射角相应地增加到最大值 rc， rc称为临界角。此时介质 2中从 OY到 OA之间有光线通过，而 OA到 OX之间则为暗区，如图 5-3。当入射角为
2、时，上式可写成：n2 n1sinrc （5-4）即在固定一种介质时，临界折射角 rc的大小和折射率有简单的函数关系。图 5-3 光折射示意图 图 5-4 仪器构造示意图阿贝折光仪就是根据这个原理设计的。如图 5-4是仪器构造的示意图。它的主要部分为两块直角棱镜PI， PII，棱镜 PI的粗糙表面 与 PII的光学平面镜 AD之间约有 0.1到 0.15mm的空隙，用于装待测液体并使在 PI、P II间铺成一簿层。光线从反射镜射入棱镜 PI后，由于 面是粗糙的毛玻璃而发生漫射，从各种角度透过缝隙的被测液体；进入棱镜 PII中，由前所知，从各个方向进入棱镜 PII的光线均产生折射，而其折射角都落在
3、临界角 rc之内（因为棱镜的折射率大于液体的折射率，因此人射角从 到 的全部光线都能通过棱镜而发生折射）。具有临界角 rc的光线穿出棱镜 PII后射于目镜上，此时若将目镜的十字线调节到适当位置，则会见到目镜上半明半暗。从几何光学原理可以证明，缝隙中液体的折射率 n 液 与 rc间的关系为：n 液 sinB B 对一定的棱镜为一常数，n 棱镜 在定温下也是个定值。所以液体的折射率 n 液 是角 rc的函数。由 rc可计算液体折射率。折光仪上已经把读数 rc换算成 n 液 的值，可直接读出 n 液 的值。 在指定条件下，液体的折射率因所用单色光的波长不同而不同。若用普通白光作为光源，则由于发生色散
4、而在明暗分界线处呈现彩色光带，使明暗交界不清楚。为了能用白光作光源，故在仪器中还装有两个各由三块棱镜组成的“阿密西”棱镜作为补偿棱镜（上面的一块“阿密西”棱镜可以转动），调节其相对位置，在适当取向时，可以使从下面的折射棱镜出来的色散光线重新成为白光，消除色带，使明暗界线清楚。此时，用白光测得的折射率即相当于用钠光 D线（波长 5890人）所测得的折射率 nD。折射率是物质的特性常数之一，它的数值与温度、压力和光源的波长等有关。符号 是指在 时用钠光 D 线作光源时的物质的折射率。温度对折射率有影响。多数液态有机物质当温度每增加 时，折射率降低 到 ，而固体的折射率和温度的关系没有规律，一般不超
5、过 。通常大气压的变化对折射率的数值影响不明显，所以只有在很精密的工作中才考虑压力的影响。 图 5-5 阿贝折光仪1 目镜；2放大镜；3恒温水接头；4消色补偿器；5,6棱镜；7反射镜；8温度计。 2阿贝折光仪的使用（1）将棱镜 5和 6打开，用擦镜纸将镜面拭洁后，在镜面上滴少量待测液体，并使其铺满整个镜面，关上棱镜。（2）调节反射镜 7使入射光线达到最强，然后转动棱镜使目镜出现半明半暗，分界线位于十字线的交叉点，这时从放大镜 2即可在标尺上读出液体的折射率。（3）如出现彩色光带，调节消色补偿器，使彩色光带消失，阴暗界面清晰。（4）测完之后，打开棱镜并用丙酮洗净镜面，也可用吸耳球吹干镜面，实验结束后，除必须使镜面清洁外，尚需夹上两层擦镜纸才能扭紧两棱镜的闭合螺丝，以防镜面受损。3阿贝折光仪的标尺零点的校正阿贝折光仪在使用前，必须先经标尺零点的校正，可用已知折射率的标准液体（如纯水的 1.3325），亦可用每台折光仪中附有已知折射率的“玻块”来校正。可用 -溴萘将“玻块”光的一面粘附在折射棱镜 5上，不要合上棱镜 6，打开棱镜背后小窗使光线由此射入，用上述方法进行测定，如果测得值和此“玻块”的折射率有区别，旋动镜筒上的校正螺丝 K进行调整。
