1、
物理实验报告
班级
姓名
学号
日期
实验名称
液体折射率的测定
组号
组
仪器用具(报告):
WAY型阿贝折射仪、酒精溶液(若干不同浓度值)、蒸馏水、镜头纸、滴管
实验目的(预习):
1.了解阿贝折射仪的原理,学会阿贝折射仪的调整和使用方法。
2.掌握使用阿贝折射仪测定物质折射率的方法。
3.通过对葡萄糖溶液折射率的测定,确定其浓度。
实验原理(预习):
将一、二滴被测液体均匀地滴在毛玻璃的表面,然后贴在三棱镜的AB面上(此动作要轻,不要使三棱镜位置发生移动),使液体形成一均匀的薄膜(液体不用过多,过多就用吸脂棉吸收).整体移动分光计
2、或刻度盘使钠光灯大体位于AB光学面的延长线上,用眼睛在出射光的方向找到一个明暗相间的分界线,再将望远镜转至该方位—望远镜看到的视场是半明半暗的,中间有明显的明暗分界线,使竖直“+”字叉丝对准明暗相间的分界线,将刻度盘固定,记下左右游标读数和.记下转动望远镜AC面的法线位置,记下两游标读数和,从而可求光线经过待测液体的出射极限角.当钠光灯扩展光的光线以90°掠入射时,证明如下:由图③可以看出,入射角为π/2的光线1,将射到AB界面而折射进入三棱镜内.显然,其折射角应为临界角.因而满足关系式
3、 = (1)
当光线1射到AC面,再经折射而进入空气时,设在AC面上的入射角为,折射角为,有
(2)
除光线1外,其他光线如光线2,光线3在AB面上的入射角均小于π/2,因此经三棱镜折射最后进入空气时,都在光线1左侧.当用望远镜对准出射光线方向观察时,视场中将看到以光线1为分界线的明暗相间半明半暗的视场,如图②所示.
由图②可以看出,三棱镜的棱镜角A与及角有几何关系可得:
+ =
利用上式,并从(1)和
4、2)两式中消去和,得
上式中,n为棱镜的折射率,为极限角.
实验步骤(报告):
1.校准阿贝折射仪读数
1)打开照明台灯,调节两个反射镜4、18的方位,使两镜筒内视场明亮。
2)在标准玻璃块的光学面上滴少许折射率液(溴代萘),把它贴在折射棱镜的光学面上,标准块侧边光学面的一端应向上,以便于接受光线。
3)旋转棱镜转动手轮2,使读数镜视场中的刻线对准标准块上所标刻的折射率值,此时望远镜视场中的明暗分界线应正对十字叉丝的交点。若有偏差,则需调节刻度校准螺钉9,使分界线对准叉丝交点。以后不可再调动该螺钉。
2.测定液体的折射率
1)用脱脂棉沾酒精
5、或乙醚将进光棱镜和折射棱镜擦试干净,干燥后使用。避免因残留有其他物质,而影响测量结果。
2)用滴管将少许待测液滴在进光棱镜的磨砂面上,旋紧棱镜锁紧板手12,使两镜面靠紧,待测液在中间形成一层均匀无气泡的液膜。若待测液属极易挥发物质,则在测量中,需通过棱镜组侧边的小孔予以补充。
3)旋转棱镜转动手轮2,在望远镜视场中观察明暗分界线的移动,使之大致对准十字叉丝的交点。然后旋转阿米西棱镜手轮10,消除视场中出现的色彩,使视场中只有黑、白两色。
4)再次微调棱转动手轮2,使明暗分界线正对十字叉丝的交点。此时,读数镜视场中读数刻线所对准的右边的刻度值,就是待测液体的折射率n。
5)分别测定自来水、酒精和糖溶液的折射率各5次。
数据处理及误差计算(报告):
原始实验数据粘贴处
问题讨论:
1. 阿贝折射仪使用什么光源?所测得的折射率是对哪条谱线的折射率?
答:阿贝折射仪设计使用的是钠光源(平均波长为5.893×10-7m),由于阿米西棱镜是按照让D谱线直通(偏向角为零)的条件设计的,故所测得的折射率是对D谱线的折射率。