阿貝折射儀，實(shí)驗(yàn)報(bào)告 折射實(shí)驗(yàn)報(bào)告 阿貝成像實(shí)驗(yàn)報(bào)告 數(shù)字阿貝折射儀第 1 部分：阿貝折射儀測(cè)量液體折射率 材料化學(xué)性質(zhì) 課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告 測(cè)量酒精的折射率； 【實(shí)驗(yàn)原理】 當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，在兩種介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射，如圖11-4所示。 其中的折射現(xiàn)象有：其實(shí)，若宇：寫(xiě)論文網(wǎng)：阿貝折射儀，實(shí)驗(yàn)報(bào)告）。 其中，絕對(duì)折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)，而當(dāng)絕對(duì)折射率較小時(shí)，折射角與入射角相等的介質(zhì)稱為光稀疏介質(zhì)。 當(dāng)光從光學(xué)較密的介質(zhì)傳遞到光學(xué)較稀的介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射。 入射角稱為臨界角。 當(dāng)入射角減小到一定值時(shí) 圖11-4 光在兩種介質(zhì)界面上的反射和折射 圖11-5 阿貝折射計(jì)示意圖 阿貝折射計(jì)是根據(jù)全反射原理制成的。 其主要部分由靜止角的入光棱鏡ABC和另一角的折射棱鏡DEF組成，待測(cè)液體澆注在兩個(gè)棱鏡之間，如圖11-5a所示。 入光棱鏡的一個(gè)表面AB為磨砂面，從反射鏡M射入入光棱鏡的光線照射整個(gè)磨砂面，由于磨砂面的漫反射，在液層中存在各種不同方向的入射光。 假設(shè)入射光為單色光，則圖中入射光線AO（入射點(diǎn)O實(shí)際上距離E點(diǎn)較近）的入射角最大，因?yàn)橐簩雍鼙。畲笕肷浣欠浅＝咏苯恰?假設(shè)待測(cè)液體的折射率大于折射棱鏡的折射率，則待測(cè)液體與折射棱鏡界面上的入射光AO與法線的傾角相似，折射光OR與法線的傾角為臨界角。
根據(jù)折射定理：-1）可見(jiàn)，臨界角的大小取決于被測(cè)液體的折射率。 當(dāng)OR光線離開(kāi)折射棱鏡進(jìn)入空氣時(shí)（其折射率與折射棱鏡的折射率相同。），會(huì)發(fā)生另一次折射。 設(shè)(11，從光路的可逆性出發(fā)，此時(shí)該折射角的入射角為 ，折射角為(或稱為出射角)。根據(jù)ORE的幾何原理，同時(shí)得到(11-3)和公式11-1、11-2、11-3，求解(11-4)中棱鏡的角度和折射率均為固定值，因此用阿貝折射計(jì)測(cè)量角度后，可得到可以計(jì)算出液體的折射率，在所有入射到折射棱鏡DE表面的入射光中，光AO的入射角已經(jīng)達(dá)到了最大極限值，因此其出射角也是出射光值的極限，當(dāng)入射光的入射角較小時(shí)，在折射棱鏡中的折射角一定較大，因此其出射角也一定較大。可見(jiàn)，以RT為分界線，在RT的右側(cè)可以有出射光，則可以有RT兩側(cè)出射光，如圖11-5a所示。 必須強(qiáng)調(diào)的是，圖11-5a僅顯示了棱鏡的縱向剖面。 如果考慮整個(gè)折射棱鏡，光在整個(gè)折射棱鏡中傳播，那么就會(huì)出現(xiàn)如圖11-5b所示的密度分布。 接口 RR'T'T。 RR'T'T面的一側(cè)有光，RR'T'T面的一側(cè)沒(méi)有光。 該界面與棱鏡頂面的法線形成角度。 當(dāng)棱鏡角度旋轉(zhuǎn)時(shí)，密度界面穿過(guò)望遠(yuǎn)鏡中十字準(zhǔn)線的交點(diǎn)。 此時(shí)，從望遠(yuǎn)鏡中可以看到半明半暗的視場(chǎng)，如圖11-5c所示。
由于角度對(duì)應(yīng)的折射率直接刻在阿貝折射計(jì)上，因此使用時(shí)可以直接從儀器上讀取，無(wú)需估算。 阿貝折射儀的折射率檢測(cè)范圍為1.3000至1.7000。 【實(shí)驗(yàn)儀器】 阿貝折光儀、待測(cè)酒精、蒸餾水、滴管（數(shù)個(gè)）。 【實(shí)驗(yàn)步驟】 1、校準(zhǔn)儀器 （1）用蒸餾水校準(zhǔn) 1、握住棱鏡鎖緊扳手，將棱鏡擦拭干凈（注意：使用無(wú)水酒精或其他揮發(fā)性溶劑，用擦鏡紙擦拭）。 2、用滴管將2-3滴蒸餾水滴入兩個(gè)棱鏡中間，閉合并鎖緊。 3、調(diào)整棱鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪2，使折射率讀數(shù)正好為1.3330。 4、從檢測(cè)物鏡觀察黑白分界線是否與十字準(zhǔn)線交點(diǎn)重合。 若不重合，則調(diào)整刻度調(diào)節(jié)螺栓，使十字絲的交點(diǎn)與分界線完全重合。 如果視野內(nèi)出現(xiàn)色散，可以調(diào)節(jié)Amici棱鏡手輪，直至色散消失。 二、酒精折射率的測(cè)定 1.清潔入口棱鏡和折射棱鏡。 2、將待測(cè)液體2-3滴滴在入光棱鏡磨砂面上，并鎖緊。 （如果堿液易揮發(fā)，必須在棱鏡組側(cè)面的小孔中補(bǔ)充）。 3、轉(zhuǎn)動(dòng)手輪2，觀察檢測(cè)物鏡上上下連接的黑白分界線（若有顏色，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪10清除色散，使黑白分界線清晰），直至視場(chǎng)內(nèi)的黑白分界線與十字線的交點(diǎn)重合。 4、在讀取物鏡中，讀取分劃板左側(cè)刻度上的水平線所指示的數(shù)據(jù)，即為待測(cè)液體的折射率，并記錄下來(lái)。
5、重復(fù)測(cè)試3次，求折射率的平均值 【數(shù)據(jù)處理】 【誤差分析】 阿貝折射計(jì)可以用來(lái)測(cè)量折射率小于折射棱鏡折射率的液體嗎？ 為什么？ 答：不是，因?yàn)榘⒇愓凵鋬x是根據(jù)臨界角設(shè)計(jì)的。 如果改變折射率的條件，即將棱鏡視為光學(xué)稀疏介質(zhì)，那么就無(wú)法產(chǎn)生亮區(qū)和暗區(qū)，只能看到亮區(qū)。 2 為什么實(shí)驗(yàn)測(cè)量的折射率與實(shí)際折射率不同？ 答：由于數(shù)據(jù)讀取時(shí)存在讀取偏差，數(shù)據(jù)處理時(shí)也存在絕對(duì)偏差和相對(duì)偏差。 第二部分：wxf阿貝折射儀使用報(bào)告 17 張志林化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1.實(shí)驗(yàn)名稱：阿貝折射儀的使用 2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1.了解阿貝折射儀光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理。 2. 了解阿貝折射儀的常用使用方法。 3、測(cè)量幾種常見(jiàn)液體的折射率和平均色散。 3、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：2WA-J阿貝折光儀、純水和醇?jí)A、帶滴管的試劑瓶?jī)蓚€(gè)、低脂棉等。（光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖和機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)書(shū)中） 4、實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光稀介質(zhì)時(shí)，入射角將大于折射角。 改變?nèi)肷浣强梢允拐凵浣沁_(dá)到90°光的折射實(shí)驗(yàn)報(bào)告，此時(shí)的入射角稱為臨界角。 2WA-J阿貝折射儀測(cè)量折射率的工作原理是基于確定臨界角的原理。 如右圖： N1 當(dāng)入射光與被測(cè)液體成90°入射時(shí)，在折射棱鏡中的折射角α即為臨界角αc。
光線再次折射后，望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的出射角記為i。 當(dāng)入射光以大于90的不同角度入射時(shí)光的折射實(shí)驗(yàn)報(bào)告，所有出射角都將小于i。 因此，望遠(yuǎn)鏡中的視場(chǎng)被分為密集和密集兩部分，兩者的分界線就是臨界角對(duì)應(yīng)的位置。 另外，被測(cè)定液體的折射率為n1，折射棱鏡ABCD的折射率為n2，且n1＜n2。 根據(jù)折射定理，有 ?=n2sinαn2sinβ=sini。 從平面幾何上，我們可以將其代入（1）得到n1=n2sin（？-β）=n2（sin？cosβ-cos？sinβ）β=（1-cos2β）=-β=β=從公式（2）可知sinβ=將使用已知的棱鏡折射角？ 和棱鏡材料折射率n2，得到的臨界角的余弦值sini可用于計(jì)算待測(cè)液體的折射率n1。 將估算結(jié)果制成分劃板上的折射率刻度，檢測(cè)時(shí)可以直接從分劃板上讀取測(cè)量的折射率值。 5、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理：表7（不同水溫下純水的折射率） 思考題 如果待測(cè)液體的折射率n小于折射棱鏡的折射率N，n能否確定？ 答：不會(huì)，在入射角減小到90度之前，入射光已經(jīng)被全反射了。