实验四折光率的测定精品文稿.ppt
实验四折光率的测定第1页，本讲稿共17页一、实验目的一、实验目的 了解测定折光率的简单原理，掌握阿贝折了解测定折光率的简单原理，掌握阿贝折射仪的使用方法。射仪的使用方法。第2页，本讲稿共17页 化合物的折光率化合物的折光率 折光率象沸点一样，是液体有机物最重要的折光率象沸点一样，是液体有机物最重要的物理物理常数常数之一。衡量液体有机物纯度的标准，折光率比沸之一。衡量液体有机物纯度的标准，折光率比沸点更点更可靠可靠。利用折光率不仅可鉴定未知物，且可。利用折光率不仅可鉴定未知物，且可确定沸点和结构相似的液体混合物的组成。确定沸点和结构相似的液体混合物的组成。二、实验原理二、实验原理第3页，本讲稿共17页 液体的折光率不但与结构和入射光的波长有关，而且也液体的折光率不但与结构和入射光的波长有关，而且也受温度、压力等因素的影响。由于大气的变化对折光率受温度、压力等因素的影响。由于大气的变化对折光率的测定影响并不显著，所以，通常表示折光率时只标明的测定影响并不显著，所以，通常表示折光率时只标明入射光线的波长入射光线的波长和和测定时的温度测定时的温度。例如，在入射光为。例如，在入射光为钠的黄光钠的黄光(波长为波长为589.3nm)，测定温度为，测定温度为20时，水时，水的折光率为的折光率为1.3330，表示为，表示为 =13330。这里。这里n代代表折光率，表折光率，20代表测定时的温度，代表测定时的温度，D代表钠光。代表钠光。折光率可以通过折光仪精确地测定出来，常用的是折光率可以通过折光仪精确地测定出来，常用的是阿贝阿贝(Abble)折射仪。折射仪。第4页，本讲稿共17页 阿贝折射仪基本原理阿贝折射仪基本原理 在一定的外界在一定的外界(如温度、压力等如温度、压力等)条件下，波长一条件下，波长一定的单色光从介质定的单色光从介质A斜射入介质斜射入介质B时，要发生折射时，要发生折射现象。其入射角现象。其入射角与折射与折射的正弦之比是一个常数，的正弦之比是一个常数，并且与这两个介质的折射率并且与这两个介质的折射率nA(介质介质A)、nB(介质介质B)成反比。即：成反比。即：根据折射定律可得：根据折射定律可得：当当则则所以所以(折射角的最大值，称为临界角折射角的最大值，称为临界角)时时sin 0=1 第5页，本讲稿共17页 在临界角以内的区域都有光线通过在临界角以内的区域都有光线通过,是明亮的，在临是明亮的，在临界角以外的区域没有光线通过，是暗的。在临界角上界角以外的区域没有光线通过，是暗的。在临界角上正好是正好是“半明半暗半明半暗”（如图（如图4-2所示）。目镜上有一个所示）。目镜上有一个十字交叉线，若十字交叉线与明暗分界线重合，就表示十字交叉线，若十字交叉线与明暗分界线重合，就表示光线由被测液体进入棱镜时的入射角正好为光线由被测液体进入棱镜时的入射角正好为90。第6页，本讲稿共17页 由于由于 ,棱镜的折光率棱镜的折光率nB是常数，各是常数，各种液体的折光率不同，临界角也不同。通过测定临界角种液体的折光率不同，临界角也不同。通过测定临界角的相对位置，经过换算就可以找出液体的折光率，阿贝的相对位置，经过换算就可以找出液体的折光率，阿贝折光仪的刻度是经过换算后的折光率的读数，故可直接折光仪的刻度是经过换算后的折光率的读数，故可直接读出折光率。读出折光率。第7页，本讲稿共17页 阿贝阿贝(Abbe)折光仪折光仪 第8页，本讲稿共17页 阿贝阿贝(Abbe)折光仪折光仪 阿贝（阿贝（Abbe）折光仪的结构如图。它的）折光仪的结构如图。它的主要组成部分是两块直角棱镜组成的棱主要组成部分是两块直角棱镜组成的棱镜组，上面一块是表面光滑的测量棱镜，镜组，上面一块是表面光滑的测量棱镜，下面一块是表面磨砂的可以开启的辅助下面一块是表面磨砂的可以开启的辅助棱镜。左面的镜筒是读数镜筒，内有刻棱镜。左面的镜筒是读数镜筒，内有刻度盘，其上面有两行数值。右边一行是度盘，其上面有两行数值。右边一行是折射率数值（折射率数值（1.30001.7000），左），左边一行是工业上测量溶液浓度的标度边一行是工业上测量溶液浓度的标度（095%）。右面的镜筒是测量目）。右面的镜筒是测量目镜，用来观察折光情况。筒内装有消镜，用来观察折光情况。筒内装有消色散棱镜。光线由反射镜射入辅助棱色散棱镜。光线由反射镜射入辅助棱镜，发生漫射，以不同人射角射入液镜，发生漫射，以不同人射角射入液层，然后再射到测量棱镜的表面上。层，然后再射到测量棱镜的表面上。此时一部分光线经折射后进入测量目此时一部分光线经折射后进入测量目镜，另一部分光线则发生全反射。调镜，另一部分光线则发生全反射。调节螺旋，以使测量目镜中的视野节螺旋，以使测量目镜中的视野 半明半明半暗。半暗。第9页，本讲稿共17页 （二）折光率的测定（二）折光率的测定1、折光仪读数的校正（不做）、折光仪读数的校正（不做）三、实验步骤三、实验步骤第10页，本讲稿共17页2、加样、加样 打开棱镜，用擦镜纸打开棱镜，用擦镜纸(必要时用丝绢沾少量乙醇或丙必要时用丝绢沾少量乙醇或丙酮酮)轻轻擦洗上下镜面，要轻轻擦洗上下镜面，要单向单向擦，不要来回擦。待擦，不要来回擦。待溶剂挥发后，滴溶剂挥发后，滴12滴待测液体于磨砂棱镜面上滴待测液体于磨砂棱镜面上,小小心地关闭棱镜，使液体心地关闭棱镜，使液体铺满铺满整个镜面整个镜面。3、对光、对光 调节反光镜使入射调节反光镜使入射光达到最强，目镜内光达到最强，目镜内视场明亮，轻轻转动视场明亮，轻轻转动棱镜调节旋钮棱镜调节旋钮，直，直到在望远镜内观察到到在望远镜内观察到明暗分界线或彩色光明暗分界线或彩色光带。带。第11页，本讲稿共17页4、消色、消色 转动转动棱镜微调旋纽棱镜微调旋纽（消色散）至看到一个黑白明晰（消色散）至看到一个黑白明晰的分界线的分界线,如图所示如图所示.转动转动棱镜调节旋钮棱镜调节旋钮使分界线对准十字交叉线的中心。使分界线对准十字交叉线的中心。5、精调、精调第12页，本讲稿共17页 6、读数读数 从镜筒读出折光率（位于下面的刻度）并记下测定从镜筒读出折光率（位于下面的刻度）并记下测定时的温度时的温度,重复重复23次次 7、清洗、清洗 测好样品后，用擦镜纸轻轻擦去上下镜面上的液测好样品后，用擦镜纸轻轻擦去上下镜面上的液体，再用乙醇或丙酮润湿的擦镜纸单向擦上下镜面，体，再用乙醇或丙酮润湿的擦镜纸单向擦上下镜面，待棱镜干后，旋紧锁钮待棱镜干后，旋紧锁钮.第13页，本讲稿共17页5Abbe折光仪使用前折光仪使用前,必须用重蒸馏水必须用重蒸馏水(=1.3330)或标准折光玻璃块校正或标准折光玻璃块校正.每次测定前、后都必每次测定前、后都必需用需用12滴丙酮或乙醇滴于棱镜面上，合上棱镜，滴丙酮或乙醇滴于棱镜面上，合上棱镜，使上下镜面全部被丙酮润湿再打开棱镜，然后用使上下镜面全部被丙酮润湿再打开棱镜，然后用擦镜纸擦干丙酮。擦镜纸擦干丙酮。6严禁腐蚀性液体、强酸、强碱、氟化物等的使用。严禁腐蚀性液体、强酸、强碱、氟化物等的使用。7阿贝折射仪的关键部位是棱镜，必须注意保护。阿贝折射仪的关键部位是棱镜，必须注意保护。滴加液体时，滴管的末端切不可触及棱镜，擦洗滴加液体时，滴管的末端切不可触及棱镜，擦洗棱镜时要单向擦，不要来回擦，以免在镜面上造棱镜时要单向擦，不要来回擦，以免在镜面上造成痕迹。在每次滴加样品前应洗净镜面，测完样成痕迹。在每次滴加样品前应洗净镜面，测完样品后也要用丙酮或品后也要用丙酮或95乙醇擦洗镜面，待晾干后再乙醇擦洗镜面，待晾干后再关闭棱镜。关闭棱镜。注意：注意：第14页，本讲稿共17页8阿贝折射仪的量程为阿贝折射仪的量程为13000一一17000，精密度，精密度为土为土00001，通常用四位有效数字进行记录。测量温，通常用四位有效数字进行记录。测量温度应控制在度应控制在01范围内。范围内。9阿贝折射仪不能在较高温度下使用。阿贝折射仪不能在较高温度下使用。第15页，本讲稿共17页 物物质质名称名称物物质质名称名称薄荷油薄荷油1.46001.46001.47001.4700大豆油大豆油1.47221.47221.47601.4760花生油花生油1.46251.46251.46451.4645 乙酸乙乙酸乙酯酯 1.27251.27251.37451.3745松松节节油油1.43001.43001.46001.4600苯甲醇苯甲醇1.53851.53851.54051.5405不同物质的折光率：不同物质的折光率：第16页，本讲稿共17页 The End第17页，本讲稿共17页
