透明材料折射率测量

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1、实验名称：透明材料折射率测量仪器与用具：2WAJ型阿贝折射仪、蒸馏水、脱酯棉、无水乙醇、葡萄糖溶液、滴管、螺丝刀等实验目的：1、理解全反射原理及其应用，学会使用阿贝折射仪测量折射率；2、测量无水乙醇的折射率；3、测量葡萄糖溶液的浓度。注意：实验报告要书写规范、完整，内容包括实验名称、实验者基本信息、实验仪器与用具、实验目的、实验原理、实验内容与步骤、数据记录与处理、实验结论与分析、思考题、注意事项等。折射率是透明材料的重要光学常数。本实验应用阿贝折射仪采用建立在全反射原理基础上的掠入射法（全反射法）测量

2、透明物质的折射率。测量透明材料折射率最常用的方法是最小偏向角法和全反射法，前者具有测量精度高，被测折射率的大小不受限制等优点，但是被测材料要制成棱镜，而且对棱镜的技术条件要求高，不便快速测量；全反射法属于比较测量,虽然测量准确度较低(大约ΔnD=3×10-4),被测折射率的大小受到限制(nD大约为1.3~1.7),但是全反射法具有操作方便迅速,环境条件要求低,不需要单色光源等优点。阿贝折射仪就是利用全反射法制成的,专门用于测量透明或半透明液体或固体折射率及平均色散的仪器,它还能测量糖溶液的含糖浓度。它是

3、石油、油脂、制药、制漆、制糖和日用化学工业、地质勘察等有关工矿、学校及科研单位不可缺少的常用设备之一。通过本实验，学会阿贝折射仪的调整和使用方法；掌握用掠入射法测定物质的折射率；测量酒精的折射率和葡萄糖溶液的浓度。【实验原理】应用阿贝折射仪测量物质的折射率的方法是建立在全反射原理基础上的掠入射法。（认真阅读实验讲义P216~220内容，弄清实验原理和内容）在阿贝折射仪中，实际上是用转动棱镜的方法去改变i，以适应不同折射率n1值的测量。而读数望远镜中的标尺(分度盘)，则已按(5.1.5)式将出射角i换算成

4、折射率值标出,故现场中的读数即为被测物质的折射率。阿贝折射仪的设计特别考虑了糖溶液的浓度与其折射率的对应关系，将其浓度值在刻度盘上直观地显示出来，可以方便地直接测量糖溶液的浓度。【实验内容及步骤】1．了解实验仪器、材料及其用途2WAJ型号的阿贝折射仪、脱脂棉、蒸馏水、无水乙醇、葡萄糖溶夜、滴管2．了解注意事项（1）尽量不要移动阿贝折射仪，确需移动时一定要轻拿轻放，避免振动，防止倾倒，切忌在实验台面上硬拖硬拉！（2）调整阿贝折射仪的各可调整部分时，要用力适中，细心慢调，不能蛮力调整。（3）各试剂瓶子与滴管

5、一一对应，不能混用。（4）对号入座，各组仪器、用品不可混用。（5）本实验采用老师讲解演示和同学练习同步进行的方式，一定要注意精力集中，提高效率。3．学习阿贝折射仪的使用依次学习练习目镜（调焦）、反光板（反光孔）、进光孔、进光棱镜、折射棱镜、棱镜锁定手轮、棱镜转动手轮、阿米西手轮的调整使用方法。4．阿贝折射仪的校准利用蒸馏水辅助校准阿贝折射仪零点。打开小反光镜（反光板），使望远镜视场明亮，调节望远镜系统中的目镜，看清分划板上的刻度线(X型准线)，转动棱镜转动手轮，看清刻度值，再合上反光板，把进光棱镜组打开

6、，用蒸馏水清洗并用脱酯棉促擦拭干净棱镜界面，将蒸馏水用滴管注入棱镜的磨砂面上，使之均匀铺满一层。合上棱镜，转动棱镜手轮，使折射率读数为1.333，此时望远镜中应该能见到“半影视场”（明暗分界线），转动阿米西手轮（消色散棱镜手轮）直至能看到很清晰的暗区边缘为止。此时若明暗分界线不在十字线叉丝的中央位置，则需用螺丝刀调节仪器后壁上的折射棱镜调整螺丝，直至“半影视场”暗区边缘（明暗分界线）恰好经过十字线叉丝中央，0点校准完成。注意三个方面：加注的蒸馏水要适量（不可过量，发现量不足时适当添加）；折射率刻度尺的读

7、数要严格调整到1.33300处；明暗分界线一定要调到严格的清晰的没有毛边的一条线，不能是有一定宽度有颜色的区域！5．测量葡萄糖溶液的浓度数据估读到小数点后2位有效数字。注意随时擦掉多余的粘附在仪器周围的液体。6．测量无水乙醇的折射率数据估读到小数点后5位有效数字。注意无水乙醇易挥发，过程中需及时检查并适当补充。【数据记录及处理】n0=1.3625测量次数无水乙醇的折射率ni葡萄糖溶液浓度di1a1.3623039.50%1b1.3622539.25%2a1.3623539.50%2b1.3624039.

8、25%3a1.3623539.75%3b1.3624039.25%4a1.3624539.25%4b1.3622039.50%平均值n平均值=Σni/N=1.36234d平均值=Σdi/N=39.41%绝对误差Δn=

9、n0-n平均值

10、=0.00016Δd=[(di-d平均值)2/(N-1)]1/2=0.19%相对误差En=Δn/n0×100%=0.012%Ed=Δd/d平均值×100%=0.47%测量结果n=n平均值±Δn=1.36234±