液體折射率隨溫度改變的研究.pdf

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1、第27卷第5期大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)V0l_27No．52014年lO月PHYSICALEXPERIMENT0FCOLLEGEOct．2014文章編號：1007-2934(2014)05—0032．04液體折射率隨溫度改變的研究吳俊慷，劉博，劉鵬，張建華(浙江大學(xué)，浙江杭州310027)摘要：利用阿貝折射儀配合水浴缸控溫對液體折射率進(jìn)行測量。測量液體包括金龍魚調(diào)和油、金龍魚玉米油、福臨門調(diào)和油以及過期的金龍魚調(diào)和油。根據(jù)數(shù)據(jù)分析得到了所有實(shí)驗(yàn)材料折射率隨溫度變化規(guī)律、四種油類材料的折射率間的相對大小關(guān)系、四種油類材料的折射率隨溫度

2、升高而降低的情況對比等實(shí)驗(yàn)結(jié)論。并結(jié)合相關(guān)理論分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。關(guān)鍵詞：折射率；溫度；阿貝折射儀；食用油中圖分類號：04—34文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A食用油作為人類生產(chǎn)生活中重要的液體，與溫的恒溫水浴箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，阿貝折射儀是能測定人類的身體健康水平有著密切的關(guān)系，在任何時透明、半透明液體或固體的折射率nD和平均色間與任何地域的人類社會生活中都具有十分重要散nF-nC的儀器(其中以測透明液體為主)，儀器的地位。然而，現(xiàn)在對食用油物理性質(zhì)的研究還上接恒溫器，可測定溫度為0oC～70內(nèi)的折射不夠細(xì)致，例如對其折射率的大小、折射率與溫度

3、率nD。阿貝折射儀的折射率測量范圍是1．3000的關(guān)系、不同品種食用油的折射率隨溫度變化關(guān)～1．7000，精度為0．0001，可見阿貝折射儀在其系的區(qū)別與聯(lián)系等等問題還沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的折射率范圍及溫度范圍內(nèi)是十分精確的J。研究。將阿貝折射儀與恒溫水浴缸搭設(shè)好后便可以而且當(dāng)今社會食品安全問題層出不窮，特別測量不同溫度下液體折射率的了。此次實(shí)驗(yàn)的材是與人們的生活聯(lián)系最為緊密的食用油安全問料包括在超市購買的金龍魚調(diào)和油、金龍魚玉米題，地溝油、變質(zhì)油橫行，人們在購買的時候往往油、福臨門調(diào)和油以及保存完好的過期1年金龍無法準(zhǔn)確分辨是

4、正品油還是變質(zhì)油，從而在不知魚調(diào)和油。通過耐心細(xì)致的測量，我們最終獲得情的情況下深受其害?，F(xiàn)在急需對正品食用油與了四種實(shí)驗(yàn)材料在15℃至60℃之間每1℃的折變質(zhì)油的折射率進(jìn)行研究，分辨其不同，從而尋求射率數(shù)據(jù)，精度為阿貝折射儀的精度，即0．0001。鑒別食用油品質(zhì)的簡便易行的新方法。為了增加數(shù)據(jù)的可信度，我們將每種材料重復(fù)測根據(jù)透明液體折射率隨溫度改變的物理現(xiàn)量3次，取其平均值，減小了實(shí)驗(yàn)的誤差。象，本研究利用物理實(shí)驗(yàn)室與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室擁有的另外，為了與油類材料作對比，并且更加確定一些專業(yè)儀器，通過準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)方法與耐心的試?yán)?/p>

5、用阿貝折射儀法測量液體折射率隨溫度改變情驗(yàn)，對過期1年的變質(zhì)油以及市面上常見的正品況的可靠性，我們同樣的分析了去離子水在相同油逐個進(jìn)行分析，從而得出其折射率隨溫度改變條件下，相同溫度范圍內(nèi)的折射率變化情況，同樣的一般規(guī)律，得出變質(zhì)油折射率隨溫度變化的規(guī)得到了去離子水的折射率數(shù)據(jù)。律與正品油折射率隨溫度變化規(guī)律的相同與不同，從而達(dá)到區(qū)分正品油與變質(zhì)油的目的。并且2結(jié)果與分析得到相關(guān)油類在一定溫度范圍內(nèi)的折射率。(1)實(shí)驗(yàn)環(huán)境1實(shí)驗(yàn)室溫：約10℃壓強(qiáng)：約102．70kPa本實(shí)驗(yàn)采用精確靈敏的阿貝折射儀配合可控光源：589．3

6、nm收稿日期：2014-03—28液體折射率隨溫度改變的研究(2)去離子水折射率隨溫度變化情況去離子水折射率如圖1所示。圖3四種油的折射率另外，這四種油折射率隨溫度升高而基本成圖1去離子水的折射率線性減小，這是因?yàn)槭秤糜突臼怯捎袡C(jī)大分子組成，溫度升高使得分子熱運(yùn)動加劇的效果并不可見，去離子水的折射率隨溫度的升高而減會隨溫度的升高而變得更加明顯，也就是在高溫小，在40{℃左右{折射i率為1．{3300，而從15℃至?xí)r升高一定溫度導(dǎo)致的折射率降低與低溫時升高6O℃的溫度變化所引起的折射率改變非常小，僅8稍642覦0啪8柵6

7、螄4似20枷8檔6螄相同溫度導(dǎo)致的折射率降低基本相同。用水的折約0．0075，這充分體現(xiàn)了阿貝折射儀的高精度在射率隨溫度改變與之相比較，可見，雖然水的折射本實(shí)驗(yàn)中的重要性。率也是隨著溫度的升高而減小，但是由于水分子另外，若對去離子水的折射率隨溫度變化曲是小分子，所以升溫導(dǎo)致折射率減小的效果會隨線進(jìn)行擬合，可得到如圖2所示結(jié)果。著溫度的升高而加劇，即高溫時升高一定溫度導(dǎo)致的折射率減小大于低溫時升高相同溫度導(dǎo)致的折射率減小，即水的折射率在高溫區(qū)隨溫度減小更迅速，表現(xiàn)在n～T圖上即是曲線向下彎曲，不成線性減小規(guī)律。同理，由得到

8、的四種油折射率隨溫度升高而減小的曲線斜率基本相等可知，四種油的分子大小基本相同。參考其他資料可知，植物油基本上都是由不飽和脂肪酸與甘油化合而成，以此驗(yàn)證了其分子大小基本相等的結(jié)論。圖2去離子水的折射率變化的擬合曲線最后，雖然這四種油折射率大小不同，但其折射率絕對值十分接近，若不是用高分辨率儀器(如由圖2可知，去離子水