文档介绍：阿贝折射仪

阿贝折射仪是可直接用来测量液体的折射率,定量地分析溶液的成分,建言液体的纯度。阿贝折射仪是测定分子结构的重要仪器,因为折射率与物质内部的分子运动状态有关,所以测定折射率在结构化学方面也是很重要的,比如求算物质摩尔折射率、摩尔质量、密度、极性分子的偶极距等都需要折射率的数据。阿贝折射仪测定折射率时有许多优点:所需用的样品很少,数滴液体即可进行测量;测量精度高(折射率精确到1×10-4),重现性好;测定方法简便,无需特殊光源设备,普通日光或其他日光即可;棱镜有夹层,可通恒温水流,保持所需的制定温度。它是物理化学实验室和科研工作中较常用的一种光学仪器。近年来,随着技术的发展,该仪器也在不断地更新。

阿贝折射仪的光学系统由望远系统和读数系统组成,如图1所示。
望远系统。光线进入进光棱镜1与折射棱镜2之间有一微小均匀的间隙,被测液体就放在此空隙内。当光线(太阳光或日光灯)射入进光棱镜1时便在磨砂面上产生漫反射,使被测液层内有各种不同角度的入射光,经折射棱镜2产生一束折射角均大于出射角度i的光线。由摆动反射镜3将此束光线射入消色散棱镜组4,此消色散棱镜组是由一对等色散阿米西棱镜组成,其作用是可获得一可变色散来抵消由于折射棱镜对不同被测物体所产生的色散。再由望远镜5将此明暗分界线成像于分划板 7上,分划板上有十字分划线,通过目镜8能看到如图2上部分所示的象。
读数系统。光线经聚光镜12照明刻度板11(刻度板与摆动反射镜3连成一体同时绕刻度中心作回转运动)。通过反射镜10,读数物镜9,平行棱镜6将刻度板上不同部位折射率示值成象于分划板7上(见图2)
图1 望远系统读数系统光路图

图 1

读数镜视场中右边为液体折射率刻度,左边为蔗糖溶液质量分数(锤度Brix)(0-95%,刻度)
阿贝折射仪仪器有目前有多种设计方式,这里只介绍两种设计的构造。
其一如下:

图3仪器结构图
1反射镜2棱镜座连接转轴3遮光板5进光棱座6色散调节手轮7色散值刻度圈
8目镜9盖板10锁紧手轮11折射标棱镜座12照明刻度聚光镜13温度计座
14底座15折射率刻度手轮17壳体18恒温器接头
其二如下:
图4 仪器结构
三、光学原理
阿贝折射仪是药物鉴定中常用的分析仪器,主要用于测定透明液体的折射率。折射率是物质的重要光学常数之一,可借以了解该物质的光学性能、纯度和浓度等。
当光从一种媒质进入到另一种媒质时,在两种媒质的分界面上,会发生反射和折射现象,如图5所示。在折射现象中有:
n1sinθ1 =n2sinθ2
显然,若n1>n2,则θ1<θ2。其中绝对折射率较大的媒质称为光密媒质,较小的称为光疏媒质。当光线从光密媒质n1进入光疏媒质n2时,折射角θ2恒大于入射角θ1,且θ2随θ1的增大而增大,当入射角θ1增大到某一数值θ0而使θ2=900时,则发生全反射现象。入射角θ0称为临界角。
图5 光在两种媒质界面上的反射和折射现象
图6 阿贝折射仪原理图
阿贝折射仪就是根据全反射原理而制成的。其主要部分是由一直角进光棱镜ABC和另一直角折光棱