液體固體折射率的測定(課題)

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1、液體、固體折射率的測定研究材料的純度、濃度和光學(xué)性能等，常需要測定其折射率，折射率的測量方法有多種，其中掠射法（或稱折射極限法）是常用的方法。此法有專用儀器阿貝折射儀。目的要求1．學(xué)習(xí)掠射法測量固體和液體折射率的原理和方法；2．了解阿貝折射儀的結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)使用阿貝折射儀測量折射率。實驗原理1．使用分光計進行掠射法測量固體和液體的折射率原理如圖1所示，由ABC和DEF兩塊玻璃三棱鏡拼接在一起，置于分光計截物臺上。兩棱鏡拼接面間形成一薄層，設(shè)n1、n2、n3分別為ABC、薄層、DEF三者的折射率，且測

2、液體時n2

3、B界面有若出射光線偏向輔助棱鏡ABC底邊時取“-”，偏離輔助棱鏡ABC底邊時取“+”。式（2）代入式（1）得(1)(2)在AC界面上有圖1掠射法測折射率在ＡＣ界面上有(3)可得在AC界面上有（4）（5）將式（4）和（5）代入式（3），導(dǎo)得測量液體折射率的實驗公式為(6)測量時，將待測液體注入兩棱鏡的拼接夾層中，其n2即為該液體的折射率。當(dāng)確知∠A、n2和ф時，即可由式（6）計算得待測液體的折射率。若需要測量某玻璃的折射率時，可將玻璃制作成ABC的棱鏡試件，替代圖1中ABC棱鏡，拼接層即為空氣（設(shè)

4、n2=1），那么式（6）中的n1即為待測玻璃的折射率，可將式（6）整理為(7)2．使用阿貝折射儀測量折射率方法阿貝折射儀測量折射率的原理同上，具體操作可參閱儀器說明書（說明書切勿帶走！）注意事項使用精密光學(xué)儀器嚴禁用手摸光學(xué)零件的光面，如光學(xué)零件表面有灰塵，可用高級麂皮或擦鏡紙擦，或用皮吹風(fēng)吹去。如有油垢，可用脫脂棉蘸少許汽油輕擦，后用二甲苯或乙醚擦干凈。測量折射率隨溫度變化的規(guī)律時，需要使用加溫保溫設(shè)備。本實驗中將使用729型超級恒溫器，詳見說明書。注意事項（1）不能在未加水時通電加熱，否則會

5、使電加熱器干燒而毀損。另外，電加熱器在蓋上有電源引入孔，要注意不能使水流入，以防受潮短路。（2）接觸溫度計在工作時不能震動，不能讓其尾部與蓋板相碰，接觸溫度計只能當(dāng)作恒溫時感溫開關(guān)，其上讀數(shù)刻度一般只作參考，不能作為計量讀數(shù)。如果標準溫度計上所指的溫度不同于所需溫度時，應(yīng)再旋動接觸溫度計進行調(diào)整，但調(diào)整時要慢慢轉(zhuǎn)動接觸溫度計，切不可操之過急否則易損壞接觸溫度計。實驗內(nèi)容1．用分光計測量玻璃棱鏡（固體）和水（液體）的折射率（1）調(diào)節(jié)分光計至使用狀態(tài)；（2）用自準直法測定ABC三棱鏡的頂角A；（3）

6、將ABC和DEF兩三棱鏡灰塵除凈拼接于分光計平臺上，將鈉光放在適當(dāng)?shù)奈恢?，測得臨界光線出射位置、出射面法線位置。算得三棱鏡ABC的折射率。（4）將待測水滴入兩棱鏡拼接縫中（注意滴少些，別讓水溢沾平臺），用手輕輕擠壓縫中之水，使水均勻充滿縫隙又無氣泡，用上法測出臨界光線和法線的方向，（注意應(yīng)取“+”還是“一”號）算得水的折射率。2．用阿貝折射儀測定水的折射率及折射率隨溫度的變化（1）室溫下水的折射率，測得結(jié)果與分光計測定結(jié)果進行比較，設(shè)阿貝儀測的為準確值，計算分光儀測定值的百分誤差，分析分光儀測量

7、誤差因素。（2）阿貝折射儀專用溫度計插入阿貝儀溫度計插也中，開啟超級恒溫器的電動泵，讓恒溫器內(nèi)水循環(huán)，調(diào)節(jié)接觸溫度計至予定溫升點（如室溫25oCф，10oC，那么予定溫升點35oC），開啟加熱開關(guān)加熱水，使水升溫到預(yù)定點，將水恒溫數(shù)分鐘，使阿貝儀內(nèi)的水升到同溫，測出該溫度下水的折射率讀數(shù)，和阿貝儀上溫度計的讀數(shù)，每升溫10oC左右用此法測定一次折射率和溫度，作n（t）~t曲線，作出定性結(jié)論。注意事項測量中千萬別忙開啟加熱開關(guān)，否則水溫升得太高，難于降溫，以致測試不成幾個點而作不出n(t)~t曲線

8、，也要關(guān)心溫度是否已升過了預(yù)定溫度點仍不停止加熱，若不停止，說明自動控溫失控，需要手控及時把加熱開關(guān)關(guān)掉，讓其恒溫，便于將實驗繼續(xù)進行下去，否則，也將在實驗時間內(nèi)難于完成任務(wù)。數(shù)據(jù)及其處理表格各自設(shè)計。觀察與思考1.測三棱鏡頂角A和ф時，不什么不能轉(zhuǎn)動平臺？2.用望遠鏡測定臨界光出射位置時，為什么事先需用眼睛直接觀察？