物化试验预报试验10折射率的测定班级四化三乙学号.DOC

物化實驗預報 實驗 10 折射率的測定 班級：四化三乙 學號：1100101203 姓名：楊証期 目錄 實驗目的------------------------------------------3 相關知識與原------------------------------------3 實驗儀器與藥品--------------------------------6 實驗步驟------------------------------------------14 實驗流程圖---------------------------------------16 注意事項------------------------------------------17 參考資料------------------------------------------18 一、實驗目的: 1.熟悉阿貝折射計的操作及應用 2.了解折射率隨溫度及濃度的改變 3.利用阿貝折射計測得不同物種折射率 4.了解折射率與莫耳質量、密度、極性分子的偶極矩有關 二、相關知識與原理: 當一束光從一介質進入密度不同之另一個介質內時，由於速度改變使其進行方向產生曲折，稱為折射。折射率(refraction index): n 是兩介質中光速的比值，亦可用入射角I 與折射角r 兩正弦之商表示，即: n＝sini／sinr (司涅耳定律)。實驗利用阿貝折射計來測定折射率，阿貝折射計可直接用來測定易體、固體的折射率，定量地分析溶液的組成，鑑定液體的純度。同時，物質的莫耳折射度、莫耳質量、密度、極性分子的偶極矩等也都可與折射率相關連，因此他也是物質結構研究工作的重要工具。 1．儀器構造的簡單原理 根據折射定律，入射角i和折射角r之間有下列關係：當光線從介質1進入介質2時則?=n1，2 (5-3)式中n1，n2，v1，v2分別為1，2兩介質的折射率和光在其中的傳播速度，n1，2是介質2對於介質1的相對折射率。折射率為物質的特性常數，對一定波長的光在一定溫度壓力下，是一個定值。由式（5-3）可知，當n2＞n1時，則折射角r恆小於入射角i。當人射角i增加到時，折射角相應地增加到最大值rc，rc稱為臨界角。此時介質2中從OY到OA之間有光線通過，而OA到OX之間則為暗區，如圖5-3。當入射角為 時，上式可寫成：?n2＝n1?sinrc （5-4）即在固定一種介質時，臨界折射角rc的大小和折射率有簡單的函數關係。圖5-3 光折射示意圖圖5-4 儀器構造示意圖阿貝折光儀就是根據這個原理設計的。如圖5-4是儀器構造的示意圖。它的主要部分為兩塊直角棱鏡PI，PII，棱鏡PI的粗糙表面與PII的光學平面鏡AD之間約有0.1到0.15mm的空隙，用於裝待測液體並使在PI、PII間鋪成一簿層。光線從反射鏡射入棱鏡PI後，由於面是粗糙的毛玻璃而發生漫射，從各種角度透過縫隙的被測液體；進入棱鏡PII中，由前所知，從各個方向進入棱鏡PII的光線均產生折射，而其折射角都落在臨界角rc之內（因為棱鏡的折射率大於液體的折射率，因此人射角從到的全部光線都能通過棱鏡而發生折射）。具有臨界角rc的光線穿出棱鏡PII後射於目鏡上，此時若將目鏡的十字線調節到適當位置，則會見到目鏡上半明半暗。?從幾何光學原理可以證明，縫隙中液體的折射率n液與rc間的關係為：n液＝sinB??B對一定的棱鏡為一常數，n棱鏡在定溫下也是個定值。所以液體的折射率n液是角rc的函數。由rc可計算液體折射率。折光儀上已經把讀數rc換算成n液的值，可直接讀出n液的值。在指定條件下，液體的折射率因所用單色光的波長不同而不同。若用普通白光作為光源，則由於發生色散而在明暗分界線處呈現彩色光帶，使明暗交界不清楚。為了能用白光作光源，故在儀器中還裝有兩個各由三塊棱鏡組成的“阿密西”棱鏡作為補償棱鏡（上面的一塊“阿密西”棱鏡可以轉動），調節其相對位置，在適當取向時，可以使從下面的折射棱鏡出來的色散光線重新成為白光，消除色帶，使明暗界線清楚。此時，用白光測得的折射率即相當於用鈉光D線（波長5890人）所測得的折射率nD。??折射率是物質的特性常數之一，它的數值與溫度、壓力和光源的波長等有關。符號是指在時用鈉光D線作光源時的物質的折射率。溫度對折射率有影響。多數液態有機物質當溫度每增加時，折射率降低到，而固體的折射率和溫度的關係沒有規律，一般不超過。通常大氣壓的變化對折射率的數值影響不明顯，所以只有在很精密的工作中才考慮壓力的影響。 ????? 圖5-3 圖5-4 1定義 [絕對折射率] 折射率 光從真空射入介質發生折射時，入射角?γ的正弦值與折射角?β正弦值的比值（sinγ/sinβ)叫做介質的“絕對折射率”，簡稱“折射率”。它表