液体折射率的测定

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1、物化實驗實驗名稱:液體折射率的測定學生:潘宗承學號:1100101146班級:四化材三甲指導教授:吳瑞泰教授目錄1.實驗項目2.實驗目的3.實驗儀器4.相關知識5.實驗步驟6.注意事項7.參考資料實驗項目液體折射率的測定實驗目的(一)熟悉折射率的定義及其應用。(二)瞭解折射計的種類及其操作原理。(三)應用阿貝折射計測定純液體及溶液的折射率，並計算其比折射、分子折射。(四)認識折射率與溫度以及濃度的關係。(五)藉由最小偏向角的方法求取稜鏡對各種不同波長色光之折射率。實驗儀器折射計、脫脂棉、乙醚、丙酮、乙酸乙酯、95%酒精、燒杯、滴管相關知識(一)折射率　　　　　　

2、　　[13]光由介質i進入介質r常會發生偏折現象，而其偏折的量與光　　　　　在介質中的傳播速度有關，而於不同介質中之傳播速度比則為光於此　　　　　介質中之相對折射率，即　如圖一所示，以兩平行光波І、ІІ由介質i斜射入介質r，當光波І之波前接觸到介面時，光波ІІ的波前才到達B點。因光波介質i進入介質r，速度也由V變為V，而至光波[14]圖一發生偏折。當光波ІІ的波前到達介面D點時，光波І的波前已達介質r的C點，所以由，得其中∆t為光波傳播從A到C或B到D所須之時間，所以此為斯內爾（Snell）定律，其中ni、nr分別為介質i及介質r的絕對折射率，θi為入射線與法線

3、間之夾角（入射角），θr為折射線與法線間之夾角（折射角）。如介質i為空氣，則ni，所以各介質的折射率物質λ(nm)折射率（n）參考真空1(基準)空氣（標準大氣壓0°C）1.000277氣體（標準大氣壓0°C）空氣589.291.000293[1]氦氣589.291.000036[1]氫氣589.291.000132[1]二氧化碳589.291.00045[2][3][4]液體（20°C）苯589.291.501[1]二硫化碳589.291.628[1]四氯化碳589.291.461[1]酒精（乙醇）589.291.361[1]矽油1.52045[5]水589.2

4、91.3330[1]三硫化二砷sulfurinmethyleneiodide1.9[6]固體（室溫）二氧化鈦（金紅石）589.292.496[7]金剛石=[鑽石]589.292.417[1]鈦酸鍶589.292.41琥珀589.291.55[1]石英589.291.458[1]氯化鈉589.291.50[1]其他物質冰1.31人眼角膜1.3375人眼晶體1.386-1.406丙酮1.36乙醇1.36甘油1.4729溴1.661特氟隆1.35-1.38TeflonAF1.315[8]Cytop1.34[9]Sylgard1841.43亞克力玻璃1.490-1.49

5、2聚碳酸酯1.584-1.586聚甲基丙烯酸甲酯1.4893-1.4899PETg1.57聚酯1.5750Crownglass(pure)1.50-1.54Flintglass(pure)1.60-1.62Crownglass(impure)1.485-1.755Flintglass(impure)1.523-1.925高硼矽1.470[10]冰晶石1.338岩鹽1.516藍寶石1.762–1.778氧化鋯2.15-2.18鈮酸鉀2.28鑽石2.417碳矽石2.65-2.69硃砂（硫化汞）3.02Gallium(III)phosphide3.5Gallium(I

6、II)arsenide3.927氧化鋅3902.4矽5903.96[11]鍺4.00[17]折射率是透明材料的重要光學常數。測量透明材料折射率的方法很多。最小偏向角法具有測量精度高、被測折射率的大小不受限制、不需要已知折射率的標準試件而能直接測出被測材料的折射率等優點。但是，被測材料要製成棱鏡，而且對棱鏡的技術條件要求高，不便快速測量。全反射法屬於比較測量，雖然測量準確度較低（大約ΔnD=3×10-4），被測折射率的大小受到限制（nD大約為1.3—1.7），對於固體材料也需要製成試件，但是全反射法具有操作方便迅速、環境條件要求低、不需要單色光源等優點。阿貝折射儀

7、就是利用全反射法制成的、專門用於測量透明或半透明液體的固體折射率及平均色散nF—nC的儀器，它還能測量糖溶液的含糖濃度。它是石油化工、光學儀器、食品工業等有關工廠、研究單位和學校的常用設備之一。應用阿貝折射儀測量物質的折射率的方法是建立在全反射原理基礎上的掠入射法。如(圖1)所示，光由折射率為Ñ的介質射入折射率為Ñ的介質時，由折射定律知，入射角我與折射角ŗ有以下關係：nsini=Nsinr(1)如果n＜N，即光由光疏介質射入光密介質時，折射光靠近法線，亦即r＜i。入射角可取由0°到90°的任何一數值，由式（1）折射角亦具有對應的某個數值。當入射角達最大值i=90

8、°時，折射角達最大值r=