阿貝折射儀的構(gòu)造和使用方法

1、阿貝折射儀的構(gòu)造和使用方法阿貝折射儀的構(gòu)造和使用方法折射法通過測(cè)量物質(zhì)通過測(cè)量物質(zhì)的折射率來鑒別物質(zhì)的組成，確定的折射率來鑒別物質(zhì)的組成，確定物質(zhì)的純度、濃度及判斷物質(zhì)的品物質(zhì)的純度、濃度及判斷物質(zhì)的品質(zhì)的分析方法稱為折射法。質(zhì)的分析方法稱為折射法。阿貝折射儀的性能阿貝折射儀的性能 折射率刻度范圍折射率刻度范圍1.30001.7000，測(cè)，測(cè)量精確度量精確度0.0003，可測(cè)糖溶液的濃度范，可測(cè)糖溶液的濃度范圍為圍為095（相當(dāng)于折射率為（相當(dāng)于折射率為1.3331.531），測(cè)定溫度為），測(cè)定溫度為1050內(nèi)的折射內(nèi)的折射率。率。構(gòu)造構(gòu)造1.測(cè)量鏡筒測(cè)量鏡筒 2.阿米西棱鏡手輪阿米西棱鏡手輪

2、3.恒溫器接頭恒溫器接頭 4.溫度計(jì)溫度計(jì) 5.測(cè)量棱鏡測(cè)量棱鏡 6.鉸鏈鉸鏈7.輔助棱鏡輔助棱鏡 8.加樣品孔加樣品孔9.反射鏡反射鏡 10.讀數(shù)鏡筒讀數(shù)鏡筒11.轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 12.刻度盤罩刻度盤罩13.棱鏡鎖緊扳手棱鏡鎖緊扳手 14.底座底座光學(xué)系統(tǒng)v望遠(yuǎn)系統(tǒng)：望遠(yuǎn)系統(tǒng)：光線由反光鏡反射，經(jīng)進(jìn)光棱鏡及折射棱鏡及其間的樣液薄層折射后射出，再經(jīng)色散補(bǔ)償器消除由折射棱鏡及被測(cè)試樣所產(chǎn)生的色散，然后由物鏡將明暗分界線成像于場(chǎng)鏡的平面上（分劃板），經(jīng)目鏡放大后成像于觀察者眼中。v讀數(shù)系統(tǒng)：讀數(shù)系統(tǒng)：光線由小反光鏡反射，經(jīng)毛玻璃射到照明度盤上，經(jīng)轉(zhuǎn)向棱鏡及物鏡將刻度成像于場(chǎng)鏡的平面上（分劃板），經(jīng)目鏡放

3、大后成像于觀察者眼中。工作原理工作原理 當(dāng)一束光投在兩種不當(dāng)一束光投在兩種不同性質(zhì)的介質(zhì)的交界同性質(zhì)的介質(zhì)的交界面上時(shí)發(fā)生折射現(xiàn)象，面上時(shí)發(fā)生折射現(xiàn)象，它 遵 守 折 射 定 律 ：它 遵 守 折 射 定 律 ：n n sinsin = n = n sinsin ， n n , n, n 為交界面的兩為交界面的兩側(cè)的兩種介質(zhì)的折射側(cè)的兩種介質(zhì)的折射率率( (圖一圖一) )。 為入射為入射角，角， 為折射角。為折射角。密0疏90圖一工作原理工作原理 若光線從光疏介質(zhì)若光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，入進(jìn)入光密介質(zhì)，入射角大于折射角，射角大于折射角，當(dāng)入射角達(dá)到當(dāng)入射角達(dá)到9090時(shí)時(shí), ,此時(shí)的折射

4、角此時(shí)的折射角 o o最大，稱為臨界折最大，稱為臨界折射角射角, ,故任何方向的故任何方向的入射光都可進(jìn)入光入射光都可進(jìn)入光密介質(zhì)中，其折射密介質(zhì)中，其折射角角 o o。 阿貝折阿貝折射儀是基于射儀是基于臨界折臨界折射射現(xiàn)象設(shè)計(jì)的?，F(xiàn)象設(shè)計(jì)的。 密0疏90圖一工作原理工作原理 阿貝折射儀中的阿阿貝折射儀中的阿貝棱鏡組由兩個(gè)直貝棱鏡組由兩個(gè)直角角棱鏡組成，一角角棱鏡組成，一個(gè)是進(jìn)光棱鏡，它個(gè)是進(jìn)光棱鏡，它的弦面是磨砂的，的弦面是磨砂的，其作用是形成均勻其作用是形成均勻的擴(kuò)展面光源。另的擴(kuò)展面光源。另一個(gè)是折射棱鏡。一個(gè)是折射棱鏡。待測(cè)液體待測(cè)液體(n(nx xn)n)夾夾在兩棱鏡的弦面之在兩棱鏡

5、的弦面之間，形成薄膜。間，形成薄膜。圖二工作原理工作原理 圖二從圖二可以看出，對(duì)于光線從圖二可以看出，對(duì)于光線“1”，當(dāng)，當(dāng)i90o，sini1，則上式變，則上式變?yōu)闉橐虼?，若折射棱鏡的折射率因此，若折射棱鏡的折射率n、折射頂角、折射頂角A已知，已知，只要測(cè)出出射角即可求出待測(cè)液體的折射率只要測(cè)出出射角即可求出待測(cè)液體的折射率. 阿貝折射儀 1 反射鏡；反射鏡；2 轉(zhuǎn)軸；轉(zhuǎn)軸；3 遮光板；遮光板；4 溫度計(jì)；溫度計(jì)；5 進(jìn)光棱鏡座；進(jìn)光棱鏡座；6色散調(diào)節(jié)手輪；色散調(diào)節(jié)手輪；7 色散色散值刻度圈；值刻度圈；8目鏡；目鏡；9 殼體；殼體；10 手輪；手輪；11 折射棱鏡；折射棱鏡；12聚光鏡；聚光

6、鏡；13 溫度計(jì)座；溫度計(jì)座；14 底座；底座；15 為折射率刻度調(diào)節(jié)手輪；為折射率刻度調(diào)節(jié)手輪；16 調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)螺絲目鏡目鏡折射率刻折射率刻度調(diào)節(jié)手度調(diào)節(jié)手輪輪色散調(diào)色散調(diào)節(jié)手輪節(jié)手輪溫度計(jì)溫度計(jì)進(jìn)光進(jìn)光棱鏡棱鏡座座恒溫器恒溫器接頭接頭鎖緊手輪鎖緊手輪 其中心部件是由兩塊直角棱鏡組成的棱鏡組，下面一塊是可以啟閉的輔助棱鏡，其斜面是磨砂的，液體試樣夾在輔助棱鏡與測(cè)量棱鏡之間，展開成一薄層。光由光源經(jīng)反射鏡反射至輔助棱鏡，磨砂的斜面發(fā)生漫射。影響折射率測(cè)定的因素影響折射率測(cè)定的因素( (1 1) )光波長(zhǎng)的影響光波長(zhǎng)的影響 物質(zhì)的折射率因光的波長(zhǎng)而異，波長(zhǎng)較長(zhǎng)折射率較小，波長(zhǎng)較短折射率較大。測(cè)

7、定時(shí)通常采用鈉黃光D線（589.3nm）作為光源。當(dāng)光線經(jīng)過棱鏡和樣液發(fā)生折射時(shí)，因各色光的波長(zhǎng)不同，折射程度也不同，折射后分解成為多種色光，這種現(xiàn)象稱為色散。光的色散會(huì)使視野明暗分界線不清，產(chǎn)生測(cè)定誤差。為了消除色散，在阿貝折射儀觀測(cè)鏡筒的下端安裝了色散補(bǔ)償器來消除色散。（2 2）溫度的影響）溫度的影響v 溶液的折射率隨溫度而改變，溫度升高折射率減小；溫度降低折射率增大。折射儀上的刻度是在標(biāo)準(zhǔn)溫度20下刻制的，所以測(cè)定溫度不在標(biāo)準(zhǔn)溫度下時(shí)測(cè)定結(jié)果要進(jìn)行溫度校正。超過20時(shí)，加上校正數(shù)，反之，減去。折光率的表達(dá)方式v物質(zhì)的折射率與入射光的波長(zhǎng)、溫度有關(guān)，一般在n的右上角標(biāo)注溫度，右下角標(biāo)注波長(zhǎng)

8、，如nD22表示測(cè)定溫度為 22,光源為鈉光。純水在純水在10103030時(shí)的折射率時(shí)的折射率阿貝折射儀的使用 測(cè)定半透明液體的折射率測(cè)定半透明液體的折射率1.加樣加樣v松開鎖鈕，開啟輔助棱鏡，使其磨砂的斜面處于水平位置，用滴定管加小量丙酮清洗鏡面，促使難揮發(fā)的玷污物逸走，用滴定管時(shí)注意勿使管尖碰撞鏡面。將被測(cè)液體用干凈滴管加在折射棱鏡表面； 將進(jìn)光棱鏡蓋上，用手輪鎖緊，要求液層均勻，充滿視場(chǎng)，無氣泡。2 對(duì)光 打開遮光板，合上反射鏡，調(diào)節(jié)目鏡視度，使十字線成象清晰，3.粗調(diào)粗調(diào) 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使刻度盤標(biāo)尺上的示值逐漸增大，直至觀察到視場(chǎng)中出現(xiàn)彩色光帶或黑白臨界線為止。4.消色散消色散 轉(zhuǎn)動(dòng)消色散

9、手柄，使視場(chǎng)內(nèi)呈現(xiàn)一個(gè)清晰的明暗臨界線。5.精調(diào)精調(diào) 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使臨界線正好處在X形準(zhǔn)絲交點(diǎn)上，若此時(shí)又呈微色散，必須重調(diào)消色散手柄，使臨界線明暗清晰。（調(diào)節(jié)過程在右邊目鏡看到的圖像顏色變化如下圖） 此時(shí)旋轉(zhuǎn)色散調(diào)節(jié)手輪使分界線不帶任何彩色，再微調(diào)刻度手輪，使分界線位于十字線的中心。此時(shí)視場(chǎng)下方顯示值的下排讀數(shù)即為被測(cè)液體的折射率。v在正式測(cè)定前可用純水調(diào)校儀器。當(dāng)分界線位于十字線的中心時(shí)，下方顯示值應(yīng)為上排讀數(shù)0（百分比濃度）、下排1.333（折射率）。v如刻度值不正確，可用螺絲刀旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲校正。注意：使用方法使用方法 一、儀器的安裝一、儀器的安裝 將折光儀置于靠窗的桌子或白熾燈前。但勿使

10、儀器置于直照的日將折光儀置于靠窗的桌子或白熾燈前。但勿使儀器置于直照的日光中，以避免液體試樣迅速蒸發(fā)。用橡皮管將測(cè)量棱鏡和輔助棱鏡上光中，以避免液體試樣迅速蒸發(fā)。用橡皮管將測(cè)量棱鏡和輔助棱鏡上保溫夾套的進(jìn)水口與超級(jí)恒溫槽串聯(lián)起來，恒溫溫度以折光儀上的溫保溫夾套的進(jìn)水口與超級(jí)恒溫槽串聯(lián)起來，恒溫溫度以折光儀上的溫度計(jì)讀數(shù)為準(zhǔn)度計(jì)讀數(shù)為準(zhǔn). .二、加樣二、加樣 松開鎖鈕，開啟輔助棱鏡，使其磨砂的斜面處于水平位置，用滴松開鎖鈕，開啟輔助棱鏡，使其磨砂的斜面處于水平位置，用滴定管加小量丙酮清洗鏡面，促使難揮發(fā)的玷污物逸走，用滴定管時(shí)注定管加小量丙酮清洗鏡面，促使難揮發(fā)的玷污物逸走，用滴定管時(shí)注意勿使管

11、尖碰撞鏡面。必要時(shí)可用擦鏡紙輕輕吸干鏡面，但切勿用濾意勿使管尖碰撞鏡面。必要時(shí)可用擦鏡紙輕輕吸干鏡面，但切勿用濾紙。待鏡面干燥后，滴加數(shù)滴試樣于輔助棱鏡的毛鏡面上，閉合輔助紙。待鏡面干燥后，滴加數(shù)滴試樣于輔助棱鏡的毛鏡面上，閉合輔助棱鏡，旋緊鎖鈕。若試樣易揮發(fā)，則可在兩棱鏡接近閉合時(shí)從加液小棱鏡，旋緊鎖鈕。若試樣易揮發(fā)，則可在兩棱鏡接近閉合時(shí)從加液小槽中加入，然后閉合兩棱鏡，鎖緊鎖鈕。槽中加入，然后閉合兩棱鏡，鎖緊鎖鈕。三、對(duì)光三、對(duì)光 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使刻度盤標(biāo)尺上的示值為最小，調(diào)節(jié)反射鏡，使入射轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使刻度盤標(biāo)尺上的示值為最小，調(diào)節(jié)反射鏡，使入射光進(jìn)入棱鏡組，同時(shí)從測(cè)量望遠(yuǎn)鏡中觀察，使視場(chǎng)最

12、亮。調(diào)節(jié)目鏡，光進(jìn)入棱鏡組，同時(shí)從測(cè)量望遠(yuǎn)鏡中觀察，使視場(chǎng)最亮。調(diào)節(jié)目鏡，使視場(chǎng)準(zhǔn)絲最清晰。使視場(chǎng)準(zhǔn)絲最清晰。使用方法使用方法 四、粗調(diào) 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使刻度盤標(biāo)尺上的示值逐漸增大，直至觀察到視場(chǎng)中出現(xiàn)彩色光帶或黑白臨界線為止。五、消色散 轉(zhuǎn)動(dòng)消色散手柄，使視場(chǎng)內(nèi)呈現(xiàn)一個(gè)清晰的明暗臨界線。六、精調(diào) 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使臨界線正好處在X形準(zhǔn)絲交點(diǎn)上，若此時(shí)又呈微色散，必須重調(diào)消色散手柄，使臨界線明暗清晰。（調(diào)節(jié)過程在右邊目鏡看到的圖像顏色變化如下圖） 使用方法使用方法 七、讀數(shù) 為保護(hù)刻度盤的清潔，現(xiàn)在的折光儀一般都將刻度盤裝在罩內(nèi)，讀數(shù)時(shí)先打開罩殼上方的小窗，使光線射入，然后從讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡中讀出標(biāo)尺上相應(yīng)的

13、示值。由于眼睛在判斷臨界線是否處于準(zhǔn)絲點(diǎn)交點(diǎn)上時(shí)，容易疲勞，為減少偶然誤差，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，重復(fù)測(cè)定三次，三個(gè)讀數(shù)相差不能大于0.00020.0002，然后取其平均值。八、儀器校正 折光儀的刻度盤上的標(biāo)尺的零點(diǎn)有時(shí)會(huì)發(fā)生移動(dòng)，須加以校正。校正的方法是用一種已知折光率的標(biāo)準(zhǔn)液體，一般是用純水，按上述方法進(jìn)行測(cè)定，將平均值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，其差值即為校正值。1.測(cè)量前必需先用標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊校正。2.棱鏡表面擦拭干凈后才能滴加被測(cè)液體，洗棱鏡時(shí)，不要把液體濺到光路凹槽中。要特別注意保護(hù)棱鏡鏡面，滴加液體時(shí)防止滴管口劃鏡面。每次擦拭鏡面時(shí)，只許用擦鏡頭紙輕擦，測(cè)試完畢，也要用丙酮洗凈鏡面，待干燥后才能合籠棱鏡。3.滴在進(jìn)光棱鏡面上的液體要均勻分布在棱鏡面上，并保持水平狀態(tài)合上兩棱鏡，保證棱鏡縫隙中充満液體。4.手上沾有被測(cè)液體時(shí)不要觸摸折光儀各部件，以免不好清洗。5.測(cè)量完畢，拆下連接恒溫槽的膠皮管，棱鏡夾套內(nèi)的水要排盡。擦拭干凈各部件后放入儀器合中。 6.不