阿贝折射仪的原理及使用方法

  阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率nD和平均色散nF－nC的仪器（其中以测透明液体为主），如仪器上接恒温器，则可测定温度为0℃－70℃内的折射率nD。折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、及色散大小等。

阿贝折射仪原理：
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Zda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。当入射角为时，上式可写成：

　　n2＝n1·sinrc（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。

　　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、PII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。

阿贝折射仪使用方法：
（1）仪器安装：将阿贝折射仪安放在光亮处，但应避免阳光的直接照射，以免液体试样受热迅速蒸发。用超级恒温槽将恒温水通入棱镜夹套内，检查棱镜上温度计的读数是否符合要求（一般选用（20.0±0.1）℃或（25.0±0.1）℃）

（2）加样：旋开测量棱镜和辅助棱镜的闭合旋钮，使辅助棱镜的磨砂斜面处于水平位置，若棱镜表面不清洁，可滴加少量丙酮，用擦镜纸顺单一方向轻擦镜面（不可来回擦）。待镜面洗净干燥后，用滴管滴加数滴试样于辅助棱镜的毛镜面上，迅速合上辅助棱镜，旋紧闭合旋钮。若液体易挥发，动作要迅速，或先将两棱镜闭合，然后用滴管从加液孔中注入试样（注意切勿将滴管折断在孔内）。

（3）调光：转动镜筒使之垂直，调节反射镜使入射光进入棱镜，同时调节目镜的焦距，使目镜中十字线清晰明亮。调节消色散补偿器使目镜中彩色光带消失。再调节读数螺旋，使明暗的界面恰好同十字线交叉处重合。

（4）读数：从读数望远镜中读出刻度盘上的折射率数值。常用的阿贝折射仪可读至小数点后的第四位，为了使读数准确，一般应将试样重复测量三次，每次相差不能超过0.0002，然后取平均值。

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