阿贝折射仪实验报告.doc

一、实验目的 阿贝折射仪生医 6徐亮 2006 01 3 149 组号: 1 20 07年01月03日( 1) 加深理解全反射原理及其应用; ( 2) 练****利用仪器说明书完成测量任务; ( 3) 通过测量几种液体的折射率和平均色散, 学会阿贝折射仪的使用。二、实验原理( 1) 阿贝折射仪的光学系统阿贝折射仪由望远系统和读数系统组成, 如图1 所示。待测液体放置在进光棱镜 9 87 和折射棱镜之间, 形成液层。 106 11 5 阿贝折射仪采用白光照明, 124 光经反射后进入进光棱镜, 133 经磨砂面漫反射后以各种 2 方向进入折射棱镜。阿米西 141 棱镜起抵消待测物体和折射棱镜产生的色散的作用。读数系统由小反射镜、毛玻璃、刻度盘等组成。图1阿贝折射仪的光学系统 1- 反射镜; 2-进光棱镜; 3-折射棱镜; 4- 阿米西棱镜; 5- 望远镜物镜;6-望远镜分划板;7-望远镜目镜;8- 读数镜目镜;9-读数镜分划板;10- 读数镜物镜; 11-转向棱镜; 12- 刻度盘; 13- 毛玻璃; 14-小反射镜;E-待测样品[1] ( 2) 利用全反射测量折射率的原理设待测液体的折射率为,折射棱镜的折射率为 1 ,如图2 所示。若 1>,根据折射定律,沿掠入射的光线经面折射后以全反射临界角进入折射棱镜,然后以折射角从面出射至空气。 2 1 ′?′ 1 ′′以此光线为界,所有入射角小于 90 °的入 12 ′图2 全反射原理图射光线经面折射后的折射角都小于临界角,且均在这条光线下方,而且没有“入射角”大于 90 °的入射光线进入折射棱镜。因此, 用阿贝折射仪的望远镜对准出射光线观察时, 就会看到明暗分明的视场,其分界线对应于以角出射的光线方向。不同的折射率的物体有不同的临界角, 因而出射角也不同。由折射定律= 1 sin 1 sin = sin 则 1 1c os= 2? sin 2 [2] 1 考虑到=?? a ,则= 1 sin ??= 1 sin ?c os?c os? sin = sin ? 2? sin 2?c os? sin b 若和 1 已知,则测出角就可以计算的值。阿贝折射仪的刻度盘上直接刻有与角对应的值,不必计算。只要用标准块校准刻度盘的读数后,可直接从刻度盘上读出的值。由于阿米西棱镜是按让谱线直通的条件设计的,故用阿贝折射仪测得的折射率是待测物体对谱线( 589. 3 )的折射率。测量物质的平均色散时, 还需从阿贝折射仪的色散值刻度圈读出刻度值,值与视场消色时阿米西棱镜的转角有关。根据值查出和的值,根据值查出值后,用下式计算平均色散?=+?测量透明固体的折射率和平均色散时, 先将固体制成具有两个互成 90 °的抛光面试件,并用折射率液将此试件粘着在折射棱镜的面上,此时不用透光棱镜。测量糖溶液浓度时, 只需从右侧标尺直接读出百分浓度即可。 a&b 当对应于明暗分界线的光线出现在折射棱镜面法线右侧时(对应图 2的光线 1 ′′), =+,且 cos 前的减号应变为加号。[3] 三、实验仪器阿贝折射仪、待测液体四、实验步骤( 1) 用标准块校准刻度盘读数将标准块( 已知)的抛光面加一滴接触液(溴代萘), 贴在折射棱镜的弦面上。让标准块的另一抛光面接收入射光线。调节阿米西棱镜组,使视场中除黑白二色外无其它颜色。当读数镜读数为标准块折射率时,观察望远镜明暗分界线是否在十字叉丝中心,如果不是,转动示值调节螺钉使明暗分界线调至中央。( 2) 测定蒸馏水和酒精的折射率和平均色散测量前,先用无水酒精清洁进光棱镜和折射棱镜的弦面, 以免残留其它物质影响测量精度。用滴管把待测液体滴一滴在进光棱镜的磨砂面上,锁紧棱镜组后, 要求液膜均匀,无气泡且充满整个视场。测量时,调节反光镜, 使望远镜内视场明亮。旋转棱镜及刻度盘转动手轮, 使棱镜组转动,这时在望远镜视场中可察到明暗分界线随之移动,旋转阿米西棱镜手轮,使视场中除黑白二色外无其它颜色。将明暗分界线对准十字叉丝中点,即可读出相应的折射率值。[4]