阿贝折光仪

　　理论基础

　　根据折射定律，入射角i和折射角r之间有下列关系：当光线从介质1进入介质2时则

　　sini/sinr=v1/v2=n2/n1=n1，2 (5-3)

　　式中n1，n2，v1，v2分别为1，2两介质的折射率和光在其中的传播速度，n1，2是介质2对

　　于介质1的相对折射率。折射率为物质的特性常数，对一定波长的光在一定温度压力下，是一个定值。

　　由式（5-3）可知，当n2>n1时，则折射角r恒小于入射角i。当人射角i增加到90度 时，折射角相应地增加到最大值rc，rc称为临界

　　角。此时介质2中从OY到OA之间有光线通过，而OA到OX之间则为暗区，如图5-3。当入射角为 时，上式可写成：

　　n2=n1·sinrc （5-4）

　　即在固定一种介质时，临界折射角rc的大小和折射率有简单的函数关系。

　　工作原理

　　阿贝折光仪就是根据这个原理设计的。如图5-4是仪器构造的示意图。它的主要部分为两块直角棱镜PI，PII，棱镜PI的粗糙表面 与PII的光学平面镜AD之间约有0.1到0.15mm的空隙，用于装待测液体并使在PI、PII间铺成一簿层。光线从反射镜射入棱镜PI后，由于 面是粗糙的毛玻璃而发生漫射，从各种角度透过缝隙的被测液体；进入棱镜PII中，由前所知，从各个方向进入棱镜PII的光线均产生折射，而其折射角都落在临界角rc之内（因为棱镜的折射率大于液体的折射率，因此人射角从 到 的全部光线都能通过棱镜而发生折射）。具有临界角rc的光线穿出棱镜PII后射于目镜上，此时若将目镜的十字线调节到适当位置，则会见到目镜上半明半暗。

　　从几何光学原理可以证明，缝隙中液体的折射率n液与rc间的关系为：

　　n液=sinB

　　B对一定的棱镜为一常数，n棱镜在定温下也是个定值。所以液体的折射率n液是角rc的函数。由rc可计算液体折射率。折光仪上已经把读数rc换算成n液的值，可直接读出n液的值。

　　在指定条件下，液体的折射率因所用单色光的波长不同而不同。若用普通白光作为光源，则由于发生色散而在明暗分界线处呈现彩色光带，使明暗交界不清楚。为了能用白光作光源，故在仪器中还装有两个各由三块棱镜组成的“阿密西”棱镜作为补偿棱镜（上面的一块“阿密西”棱镜可以转动），调节其相对位置，在适当取向时，可以使从下面的折射棱镜出来的色散光线重新成为白光，消除色带，使明暗界线清楚。此时，用白光测得的折射率即相当于用钠光D线（波长5890人）所测得的折射率nD。

　　折射率是物质的特性常数之一，它的数值与温度、压力和光源的波长等有关。符号 是指在 时用钠光D线作光源时的物质的折射率。温度对折射率有影响。多数液态有机物质当温度每增加 时，折射率降低 到 ，而固体的折射率和温度的关系没有规律，一般不超过 。通常大气压的变化对折射率的数值影响不明显，所以只有在很精密的工作中才考虑压力的影响。

　　使用方法

　　（1）将棱镜5和6打开，用擦镜纸将镜面拭洁后，在镜面上滴少量待测液体，并使其铺满整个镜面，关上棱镜。

　　（2）调节反射镜7使入射光线达到最强，然后转动棱镜使目镜出现半明半暗，分界线位于十字线的交叉点，这时从放大镜2即可在标尺上读出液体的折射率。

　　（3）如出现彩色光带，调节消色补偿器，使彩色光带消失，明暗界面清晰。

　　（4）测完之后，打开棱镜并用丙酮洗净镜面，也可用吸耳球吹干镜面，实验结束后，除必须使镜面清洁外，尚需夹上两层擦镜纸才能扭紧两棱镜的闭合螺丝，以防镜面受损。

　　标尺校正

　　阿贝折光仪在使用前，必须先经标尺零点的校正，可用已知折射率的标准液体（如纯水的25度 =1.3325，20度=1.3320），亦可用每台折光仪中附有已知折射率的“玻块”来校正。可用a-溴萘将“玻块”光的一面粘附在折射棱镜5上，不要合上棱镜6，打开棱镜背后小窗使光线由此射入，用上述方法进行测定，如果测得值和此“玻块”的折射率有区别，旋动镜筒上的校正螺丝K进行调整。