1.阿贝折射仪的用途
阿贝折射仪是可直接用来测量液体的折射率，定量地分析溶液的成分，建言液体的纯度。阿贝折射仪是测定分子结构的重要仪器，因为折射率与物质内部的分子运动状态有关，所以测定折射率在结构化学方面也是很重要的，比如求算物质摩尔折射率、摩尔质量、密度、极性分子的偶极距等都需要折射率的数据。阿贝折射仪测定折射率时有许多优点：所需用的样品很少，数滴液体即可进行测量；测量精度高（折射率精确到1×10-4），重现性好；测定方法简便，无需特殊光源设备，普通日光或其他日光即可；棱镜有夹层，可通恒温水流，保持所需的制定温度。它是物理化学实验室和科研工作中较常用的一种光学仪器。近年来，随着技术的发展，该仪器也在不断地更新。 2.仪器描述
阿贝折射仪的光学系统由望远系统和读数系统组成，如图1所示。
望远系统。光线进入进光棱镜1与折射棱镜2之间有一微小均匀的间隙，被测液体就放在此 空隙内。当光线（太阳光或日光灯）射入进光棱镜1时便在磨砂面上产生漫反射，使被测液层内有各种不同角度的入射光，经折射棱镜2产生一束折射角均大于出射角度i的光线。由摆动反射镜3将此束光线射入消散棱镜组4，此消散棱镜组是由一对等散阿米西棱镜组成，其作用是可获得一可变散来抵消由于折射棱镜对不同被测物体所产生的散。再由望远镜5将此明暗分界线成像于分划板 7上，分划板上有十字分划线，通过目镜8能看到如图2上部分所示的象。
读数系统。光线经聚光镜12照明刻度板11（刻度板与摆动反射镜3连成一体同时绕刻度中心作回转运动）。通过反射镜10，读数物镜9，平行棱镜6将刻度板上不同部位折射率示值成象于分划板7上(见图2)
图1 望远系统读数系统光路图
1.进光棱镜 2.折射棱镜3.摆动反光镜4.消散棱镜组5.望远物镜组6.平行棱镜7.分划板8.目镜9.读数物镜10反光镜11.刻度盘12.聚光镜
图 2
读数镜视场中右边为液体折射率刻度，左边为蔗糖溶液质量分数（锤度Brix）（0-95％，刻度）
阿贝折射仪仪器有目前有多种设计方式，这里只介绍两种设计的构造。
其一如下：
图3仪器结构图
1反射镜2棱镜座连接转轴3遮光板5进光棱座6散调节手轮7散值刻度圈
8目镜9盖板10锁紧手轮11折射标棱镜座12照明刻度聚光镜13温度计座
14底座15折射率刻度手轮17壳体18恒温器接头
其二如下：
图4 仪器结构
三、光学原理
阿贝折射仪是药物鉴定中常用的分析仪器，主要用于测定透明液体的折射率。折射率是物质的重要光学常数之一，可借以了解该物质的光学性能、纯度和浓度等。
当光从一种媒质进入到另一种媒质时，在两种媒质的分界面上，会发生反射和折射现象，如图5所示。在折射现象中有：
n1sinθ1 =n2sinθ波纹片成型机2
抛光磨头显然，若n1>n2蜡烛灯效果图，则θ1<θ2。其中绝对折射率较大的媒质称为光密媒质，较小的称为光疏媒质。当光线从光密媒质n1进入光疏媒质n2时，折射角θ2恒大于入射角θ1，且θ2随θ1的增大而增大，当入射角θ1增大到某一数值怎么做一支解压笔θ0而使θ2=900时，则发生全反射现象。入射角θ0称为临界角。
图5 光在两种媒质界面上的反射和折射现象
图6 阿贝折射仪原理图
阿贝折射仪就是根据全反射原理而制成的。其主要部分是由一直角进光棱镜ABC和另一直角折光棱镜DEF组成，在两棱镜间放入待测液体，如图6 a所示。进光棱镜的一个表面AB为磨砂面，从反光镜M射入进光棱镜的光照亮了整个磨砂面，由于磨砂面的漫反射，使液层内有各种不同方向的入射光。
假设入射光为单光，图中入射光线AO（入射点O实际是在靠近E点处）的入射角为最大，由于液层很薄，这个最大入射角非常接近直角。设待测液体的折射率n2小于折光棱镜的折射率n1，则在待测液体与折光棱镜界面上入射光线AO和法线的夹角近似90o，而折射光线OR和法线的夹角为θ0，由光路的可逆性可知，此折射角θ0即为临界角。
根据折射定律：
（8.1）
（8.2）
可见临界角θ0的大小取决于待测液体的折射率n2及折光棱镜的折射率n1。
当OR光线射出折射棱镜进入空气（其折射率n=1）时，又要发生一次折射，设此时的入射角为α，折射角为β（或称出射角），则根据折射定律得
手机镜片（8.3）
根据三角形的外角等于不相邻两内角之和的几何原理，由△用电信息采集ORE，得
（8.4） 将式8.2、8.3、8.4联立，解得
（8.5）
式中棱镜的棱角φ和折射率n1均为定值，因此用阿贝折射仪测出β角后，就可算出液体的折射率n2。
在所有入射到折射棱镜DE面的入射光线中，光线AO的入射角等于90o已经达到了最大的极限值，因此其出射角β也是出射光线的极限值，凡入射光线的入射角小于90o，在折射棱镜中的折射角必小于θ0，从而其出射角也必小于β。由此可见，以RT为分界线，在RT的右侧可以有出射光线，在RT的左侧不可能有出射光线，见图6a。必须指出图6a所示的只是棱镜的一个纵截面，若考虑折射棱镜整体，光线在整个折射棱镜中传播的情况，就会出现如图6b所示的明暗分界面RR’T’T。在RR’T’T面的右侧有光，在RR’T’T面的左侧无光，这分界面与棱镜顶面的法线成β角，当转动棱镜β角后，使明暗分界面通过望远镜中十字线的交点，这时从望远镜中可看到半明半暗的视场，如图6c所示。因在阿贝折射仪中直接刻出了与β角所对应的折射率，所以使用时可从仪器上直接读数而无需计算，阿贝折射仪对折射率的测量范围是1.3000至1.7000。
阿贝折射仪是用白光（日光或普通灯光）作为光源，而白光是连续光谱，由于液体的折射率与波长有关，对于不同波长的光线，有不同的折射率，因而不同波长的入射光线，其临界角θ0和出射角β也各不相同。所以，用白光照射时就不能观察到明暗半影，而将呈现一段五彩缤纷的彩区域，也就无法准确地测量液体的折射率。为了解决这个问题，在阿贝折射仪的望远镜筒中装有阿米西棱镜，又称光补偿器。测量时，旋转阿米西棱镜手轮使散为零，各种波长的光的极限方向都与钠黄光的极限方向重合，视场仍呈现出半边黑、半边白，黑白的分界线就是钠黄光的极限方向。另外，光补偿器还附有散值刻度圈，读出其读数，利用仪器附带的卡片，还可以求出待测物的散率。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议