大学精品课件：实验四 折光率的测定.ppt

1、实验实验四四 折光率的测定折光率的测定 一、实验目的一、实验目的 了解测定折光率的简单原理，掌握阿贝了解测定折光率的简单原理，掌握阿贝 折射仪的使用方法。折射仪的使用方法。 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折光率象沸点一样，是液体有机物最重要 的的物理常数物理常数之一。衡量液体有机物纯度的标准，之一。衡量液体有机物纯度的标准， 折光率比沸点更折光率比沸点更可靠可靠。利用折光率不仅可鉴定。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未知物，且可确定沸点和结构相似的液体混合 物的组成。物的组成。 二、实验原理二、实验原理 液体的折光率不但与结构和

2、入射光的波长有关，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 变化对折光率的测定影响并不显著，所以，通常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测定时的 温度温度。例如，在入射光为钠的黄光。例如，在入射光为钠的黄光(波长为波长为 589.3nm)，测定温度为，测定温度为20时，水的折光率为时，水的折光率为 1.3330，表示为，表示为 = 13330。这里。这里n代表折光代表折光 率，率，20代表测定时的温度，代表测定时的温度，D

3、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，常用的折光率可以通过折光仪精确地测定出来，常用的 是是阿贝阿贝(Abble)折射仪。折射仪。 nD 20 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，波条件下，波 长一定的单色光从介质长一定的单色光从介质A斜射入介质斜射入介质B时，要发时，要发 生折射现象。其入射角生折射现象。其入射角与折射与折射的正弦之比是的正弦之比是 一个常数，并且与这两个介质的折射率一个常数，并且与这两个介质的折射率nA(介介 质质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

4、定律可得： sin sin nB n A = 当当 则则 所以所以 0=90。 0= sin nB n A0 = A B n n sin sin (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 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，是明亮的， 在临界角以外的区域没有光线通过，是暗的。在在临界角以外的区域没有光线通过，是暗的。在 临界角上正好是“半明半暗”（如图临界角上正好是“半明半暗”（如图4-2所示）。所示）。 目镜上有一个十字交叉线，若十字交叉线与明暗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，就表示光线由被测液

5、体进入棱镜时分界线重合，就表示光线由被测液体进入棱镜时 的入射角正好为的入射角正好为90 。 由于由于 ,棱镜的折光率棱镜的折光率nB是常数，是常数， 各种液体的折光率不同，临界角也不同。通过测各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，阿贝折光仪的刻度是经过换算后的折的折光率，阿贝折光仪的刻度是经过换算后的折 光率的读数，故可直接读出折光率。光率的读数，故可直接读出折光率。 sin nB n A0 = 阿贝阿贝(Abbe)折光仪折光仪 阿贝阿贝(Abbe)折光仪折光仪 阿贝（阿贝（Abbe）折光仪

6、的结构如）折光仪的结构如 图。它的主要组成部分是两块直图。它的主要组成部分是两块直 角棱镜组成的棱镜组，上面一块角棱镜组成的棱镜组，上面一块 是表面光滑的测量棱镜，下面一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，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。内有刻度盘，其上面有两行数值。 右边一行是折射率数值右边一行是折射率数值 （1.30001.7000），左边一），左边一 行是工业上测量溶液浓度的标度行是工业上测量溶液浓度的标度 （095%）。右面的镜筒是测）。右面的镜筒是测 量目镜，用来观察折光情况。

7、筒量目镜，用来观察折光情况。筒 内装有消色散棱镜。光线由反射内装有消色散棱镜。光线由反射 镜射入辅助棱镜，发生漫射，以镜射入辅助棱镜，发生漫射，以 不同人射角射入液层，然后再射不同人射角射入液层，然后再射 到测量棱镜的表面上。此时一部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镜，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 半明半暗。半明半暗。 （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 2、加样、加样 打开

8、棱镜，用擦镜纸打开棱镜，用擦镜纸(必要时用丝绢沾少量乙必要时用丝绢沾少量乙 醇或丙酮醇或丙酮)轻轻擦洗上下镜面，要轻轻擦洗上下镜面，要单向单向擦，不要来擦，不要来 回擦。待溶剂挥发后，滴回擦。待溶剂挥发后，滴12滴待测液体于磨砂滴待测液体于磨砂 棱镜面上棱镜面上,小心地关闭棱镜，使液体小心地关闭棱镜，使液体铺满铺满整个镜面整个镜面 。 3、对光、对光 调节反光镜使调节反光镜使 入射光达到最强，入射光达到最强， 目镜内视场明亮，目镜内视场明亮， 轻轻转动轻轻转动棱镜调节棱镜调节 旋钮旋钮，直到在望远，直到在望远 镜内观察到明暗分镜内观察到明暗分 界线或彩色光带。界线或彩色光带。 4、消色、消色

9、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（消色散）至看到一个黑白 明晰的分界线明晰的分界线,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使分界线对准十字交叉线的 中心。中心。 5、精调、精调 6、 读数读数 从镜筒读出折光率（位于下面的刻度）并记下从镜筒读出折光率（位于下面的刻度）并记下 测定时的温度测定时的温度,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的液体，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，旋紧锁钮上下镜面，待

10、棱镜干后，旋紧锁钮. 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.每次测定每次测定 前、后都必需用前、后都必需用12滴丙酮或乙醇滴于棱镜面上，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合上棱镜，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。镜，然后用擦镜纸擦干丙酮。 6严禁腐蚀性液体、强酸、强碱、氟化物等的严禁腐蚀性液体、强酸、强碱、氟化物等的 使用。使用。 7阿贝折射仪的关键部位是棱镜，必须注意保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

11、触及棱镜，护。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，以免在镜面擦洗棱镜时要单向擦，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，测上造成痕迹。在每次滴加样品前应洗净镜面，测 完样品后也要用丙酮或完样品后也要用丙酮或95乙醇擦洗镜面，待晾乙醇擦洗镜面，待晾 干后再关闭棱镜。干后再关闭棱镜。 nD 20 注意：注意： 8阿贝折射仪的量程为阿贝折射仪的量程为13000一一17000，精，精 密度为土密度为土00001，通常用四位有效数字进行记，通常用四位有效数字进行记 录。测量温度应控制在录。测量温度应控制在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。 物质名称物质名称 物质名称物质名称 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 乙酸乙酯乙酸乙酯 1.27251.27251.37451.3745 松节油松节油 1.46001.46001.43001.4300 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：