阿贝折射仪,实验报告 折射实验报告 阿贝成像实验报告 数字阿贝折射仪第 1 部分:阿贝折射仪测量液体折射率 材料化学性质 课程实验报告 测量酒精的折射率; 【实验原理】 当光从一种介质进入另一种介质时,在两种介质的界面上会发生反射和折射,如图11-4所示。 其中的折射现象有:其实,若宇:写论文网:阿贝折射仪,实验报告)。 其中,绝对折射率较大的介质称为光密介质,而当绝对折射率较小时,折射角与入射角相等的介质称为光稀疏介质。 当光从光学较密的介质传递到光学较稀的介质时,会发生全反射。 入射角称为临界角。 当入射角减小到一定值时 图11-4 光在两种介质界面上的反射和折射 图11-5 阿贝折射计示意图 阿贝折射计是根据全反射原理制成的。 其主要部分由静止角的入光棱镜ABC和另一角的折射棱镜DEF组成,待测液体浇注在两个棱镜之间,如图11-5a所示。 入光棱镜的一个表面AB为磨砂面,从反射镜M射入入光棱镜的光线照射整个磨砂面,由于磨砂面的漫反射,在液层中存在各种不同方向的入射光。 假设入射光为单色光,则图中入射光线AO(入射点O实际上距离E点较近)的入射角最大,因为液层很薄,最大入射角非常接近直角。 假设待测液体的折射率大于折射棱镜的折射率,则待测液体与折射棱镜界面上的入射光AO与法线的倾角相似,折射光OR与法线的倾角为临界角。
根据折射定理:-1)可见,临界角的大小取决于被测液体的折射率。 当OR光线离开折射棱镜进入空气时(其折射率与折射棱镜的折射率相同。),会发生另一次折射。 设(11,从光路的可逆性出发,此时该折射角的入射角为 ,折射角为(或称为出射角)。根据ORE的几何原理,同时得到(11-3)和公式11-1、11-2、11-3,求解(11-4)中棱镜的角度和折射率均为固定值,因此用阿贝折射计测量角度后,可得到可以计算出液体的折射率,在所有入射到折射棱镜DE表面的入射光中,光AO的入射角已经达到了最大极限值,因此其出射角也是出射光值的极限,当入射光的入射角较小时,在折射棱镜中的折射角一定较大,因此其出射角也一定较大。可见,以RT为分界线,在RT的右侧可以有出射光,则可以有RT两侧出射光,如图11-5a所示。 必须强调的是,图11-5a仅显示了棱镜的纵向剖面。 如果考虑整个折射棱镜,光在整个折射棱镜中传播,那么就会出现如图11-5b所示的密度分布。 接口 RR'T'T。 RR'T'T面的一侧有光,RR'T'T面的一侧没有光。 该界面与棱镜顶面的法线形成角度。 当棱镜角度旋转时,密度界面穿过望远镜中十字准线的交点。 此时,从望远镜中可以看到半明半暗的视场,如图11-5c所示。
由于角度对应的折射率直接刻在阿贝折射计上,因此使用时可以直接从仪器上读取,无需估算。 阿贝折射仪的折射率检测范围为1.3000至1.7000。 【实验仪器】 阿贝折光仪、待测酒精、蒸馏水、滴管(数个)。 【实验步骤】 1、校准仪器 (1)用蒸馏水校准 1、握住棱镜锁紧扳手,将棱镜擦拭干净(注意:使用无水酒精或其他挥发性溶剂,用擦镜纸擦拭)。 2、用滴管将2-3滴蒸馏水滴入两个棱镜中间,闭合并锁紧。 3、调整棱镜,转动手轮2,使折射率读数正好为1.3330。 4、从检测物镜观察黑白分界线是否与十字准线交点重合。 若不重合,则调整刻度调节螺栓,使十字丝的交点与分界线完全重合。 如果视野内出现色散,可以调节Amici棱镜手轮,直至色散消失。 二、酒精折射率的测定 1.清洁入口棱镜和折射棱镜。 2、将待测液体2-3滴滴在入光棱镜磨砂面上,并锁紧。 (如果碱液易挥发,必须在棱镜组侧面的小孔中补充)。 3、转动手轮2,观察检测物镜上上下连接的黑白分界线(若有颜色,转动手轮10清除色散,使黑白分界线清晰),直至视场内的黑白分界线与十字线的交点重合。 4、在读取物镜中,读取分划板左侧刻度上的水平线所指示的数据,即为待测液体的折射率,并记录下来。
5、重复测试3次,求折射率的平均值 【数据处理】 【误差分析】 阿贝折射计可以用来测量折射率小于折射棱镜折射率的液体吗? 为什么? 答:不是,因为阿贝折射仪是根据临界角设计的。 如果改变折射率的条件,即将棱镜视为光学稀疏介质,那么就无法产生亮区和暗区,只能看到亮区。 2 为什么实验测量的折射率与实际折射率不同? 答:由于数据读取时存在读取偏差,数据处理时也存在绝对偏差和相对偏差。 第二部分:wxf阿贝折射仪使用报告 17 张志林化学实验报告 1.实验名称:阿贝折射仪的使用 2.实验目的: 1.了解阿贝折射仪光学系统的结构和工作原理。 2. 了解阿贝折射仪的常用使用方法。 3、测量几种常见液体的折射率和平均色散。 3、实验设备:2WA-J阿贝折光仪、纯水和醇碱、带滴管的试剂瓶两个、低脂棉等。(光学结构示意图和机械结构示意图见书中) 4、实验原理:当光从光密介质进入光稀介质时,入射角将大于折射角。 改变入射角可以使折射角达到90°光的折射实验报告,此时的入射角称为临界角。 2WA-J阿贝折射仪测量折射率的工作原理是基于确定临界角的原理。 如右图: N1 当入射光与被测液体成90°入射时,在折射棱镜中的折射角α即为临界角αc。
光线再次折射后,望远镜系统的出射角记为i。 当入射光以大于90的不同角度入射时光的折射实验报告,所有出射角都将小于i。 因此,望远镜中的视场被分为密集和密集两部分,两者的分界线就是临界角对应的位置。 另外,被测定液体的折射率为n1,折射棱镜ABCD的折射率为n2,且n1<n2。 根据折射定理,有 ?=n2sinαn2sinβ=sini。 从平面几何上,我们可以将其代入(1)得到n1=n2sin(?-β)=n2(sin?cosβ-cos?sinβ)β=(1-cos2β)=-β=β=从公式(2)可知sinβ=将使用已知的棱镜折射角? 和棱镜材料折射率n2,得到的临界角的余弦值sini可用于计算待测液体的折射率n1。 将估算结果制成分划板上的折射率刻度,检测时可以直接从分划板上读取测量的折射率值。 5、实验数据记录与处理:表7(不同水温下纯水的折射率) 思考题 如果待测液体的折射率n小于折射棱镜的折射率N,n能否确定? 答:不会,在入射角减小到90度之前,入射光已经被全反射了。