(精編資料推薦)阿貝折射儀測液體折射率

1、材料物理性能課程實(shí)驗(yàn)報告專業(yè)班級：材料物理08 級 1 班姓名：林作亮學(xué)號：08470101指導(dǎo)教師：王念1【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 掌握用掠入射法測定物質(zhì)的折射率；2. 學(xué)會阿貝折射儀的調(diào)整和使用方法；3. 測定酒精的折射率；【實(shí)驗(yàn)原理】當(dāng)光從一種媒質(zhì)進(jìn)入到另一種媒質(zhì)時，在兩種媒質(zhì)的分界面上，會發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，如圖 114所示。在折射現(xiàn)象中有：顯然，若，則。其中絕對折射率較大的媒質(zhì)稱為光密媒質(zhì)，較小的稱為光疏媒質(zhì)。當(dāng)光線從光密媒質(zhì)進(jìn)入光疏媒質(zhì)時，折射角恒大于入射角，且隨的增大而增大，當(dāng)入射角增大到某一數(shù)值而使時，則發(fā)生全反射現(xiàn)象。入射角稱為臨界角。圖11 4光在兩種媒質(zhì)界面上的反射和折射現(xiàn)象圖1

2、15阿貝折射儀原理圖阿貝折射儀就是根據(jù)全反射原理而制成的。其主要部分是由一直角進(jìn)光棱鏡ABC 和另一直角折光棱鏡 DEF組成，在兩棱鏡間放入待測液體，如圖 115a所示。進(jìn)光棱鏡的一個表面 AB 為磨砂面，從反光鏡 M 射入進(jìn)光棱鏡的光照亮了整個磨砂面，由于磨砂面的漫反射，使液層內(nèi)有各種不同方向的入射光。2假設(shè)入射光為單色光，圖中入射光線AO （入射點(diǎn) O實(shí)際是在靠近 E點(diǎn)處）的入射角為最大，由于液層很薄，這個最大入射角非常接近直角。 設(shè)待測液體的折射率小于折光棱鏡的折射率，則在待測液體與折光棱鏡界面上入射光線AO 和法線的夾角近似 ，而折射光線 OR和法線的夾角為 ，由光路的可逆性可知，此折

3、射角即為臨界角。根據(jù)折射定律：，即 1）（11可見臨界角的大小取決于待測液體的折射率及折光棱鏡的折射率 。當(dāng)OR光線射出折射棱鏡進(jìn)入空氣（其折射率）時，又要發(fā)生一次折射，設(shè)此時的入射角為，折射角為 （或稱出射角），則根據(jù)折射定律得（11 2）根據(jù)三角形的外角等于不相鄰兩內(nèi)角之和的幾何原理，由ORE，得（11 3）將式 11 1、 112、11 3聯(lián)立，解得（11 4）式中棱鏡的棱角 和折射率 均為定值，因此用阿貝折射儀測出 角后，就可算出液體的折射率 。在所有入射到折射棱鏡 DE面的入射光線中， 光線 AO的入射角等于已經(jīng)達(dá)到了最大的極限值，因此其出射角也是出射光線的極限值，凡入射光線的入射角

4、小于，在折射棱鏡中的折射角必小于，從而其出射角也必小于。由此可見，以 RT為分界線，在 RT的右側(cè)可以有出射光線，在 RT的左側(cè)不可能有出射光線，見圖 115a。必須指出圖 11 5a所示的只是棱鏡的一個縱截面， 若考慮折射棱鏡整體，光線在整個折射棱鏡中傳播的情況，就會出現(xiàn)如圖 11 5b所示的明暗分界面RRTT。在 RRTT面的右側(cè)有光，在 RRTT面的左側(cè)無光，這分界面與棱鏡頂面的法線成 角，當(dāng)轉(zhuǎn)動棱鏡 角后，使明暗分界面通過望遠(yuǎn)鏡中十字線的交點(diǎn)，這時從望遠(yuǎn)鏡中可看到半明半暗的視場，如圖 115c所示。因在阿貝折射儀中直接刻出了與 角所對應(yīng)的折射率，所以使用時可從儀器上直接讀數(shù)而無需計算，

5、阿貝折射儀對折射率的測量范圍是 1.3000至1.7000。【實(shí)驗(yàn)儀器】阿貝折射儀、待測酒精、蒸餾水、滴管(若干 )?！緦?shí)驗(yàn)步驟】3一、校準(zhǔn)儀器（一）用蒸餾水校準(zhǔn)1將棱鏡鎖緊板手松開， 將棱鏡擦干凈 （注意：用無水酒精或其他易揮發(fā)溶劑，用鏡頭紙擦干）。2用滴管將 2 3滴蒸餾水滴入兩棱鏡中間，合上并鎖緊。3調(diào)節(jié)棱鏡轉(zhuǎn)動手輪 2，使折射率讀數(shù)恰為 1.3330。4從測量鏡筒中觀察黑白分界線是否與叉絲交點(diǎn)重合。若不重合，則調(diào)節(jié)刻度調(diào)節(jié)螺絲，使叉絲交點(diǎn)準(zhǔn)確地和分界線重合。若視場出現(xiàn)色散，可調(diào)節(jié)阿米西棱鏡手輪至色散消失。二、測定酒精的折射率1將進(jìn)光棱鏡和折光棱鏡擦干凈。2滴 2 3滴待測液體在進(jìn)光棱鏡的磨砂面上，并鎖緊。（若溶液易揮發(fā)，須在棱鏡組側(cè)面的一個小孔內(nèi)加以補(bǔ)充）。3旋轉(zhuǎn)手輪 2，在測量鏡筒中將觀察到黑白分界線在上下移動（若有彩色，則轉(zhuǎn)動手輪 10消除色散，使分界線黑白分明），至視場中黑白分界線與叉絲交點(diǎn)重合為止。4在讀數(shù)鏡筒中，讀出分劃板中橫線在右邊刻度所指示的數(shù)據(jù)，即為待測液體的折射率 ,并記錄。5重復(fù)測量三次，求折射率的平均值【數(shù)據(jù)處理】項(xiàng)目平均值絕對誤差平均絕對誤差數(shù)據(jù)次數(shù)123測量結(jié)果【誤差分析】1 能否用阿貝折射儀來測折射率大于折光棱鏡折射率的液體？為什么？答：不能，因?yàn)榘⒇愓凵鋬x是根據(jù)臨界角設(shè)計的。倘若你改變折射率