液体折射率随温度改变的研究.pdf

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1、第27卷第5期大学物理实验V0l_27No．52014年lO月PHYSICALEXPERIMENT0FCOLLEGEOct．2014文章编号：1007-2934(2014)05—0032．04液体折射率随温度改变的研究吴俊慷，刘博，刘鹏，张建华(浙江大学，浙江杭州310027)摘要：利用阿贝折射仪配合水浴缸控温对液体折射率进行测量。测量液体包括金龙鱼调和油、金龙鱼玉米油、福临门调和油以及过期的金龙鱼调和油。根据数据分析得到了所有实验材料折射率随温度变化规律、四种油类材料的折射率间的相对大小关系、四种油类材料的折射率随温度

2、升高而降低的情况对比等实验结论。并结合相关理论分析现象产生的原因。关键词：折射率；温度；阿贝折射仪；食用油中图分类号：04—34文献标志码：A食用油作为人类生产生活中重要的液体，与温的恒温水浴箱进行实验，阿贝折射仪是能测定人类的身体健康水平有着密切的关系，在任何时透明、半透明液体或固体的折射率nD和平均色间与任何地域的人类社会生活中都具有十分重要散nF-nC的仪器(其中以测透明液体为主)，仪器的地位。然而，现在对食用油物理性质的研究还上接恒温器，可测定温度为0oC～70内的折射不够细致，例如对其折射率的大小、折射率与温度

3、率nD。阿贝折射仪的折射率测量范围是1．3000的关系、不同品种食用油的折射率随温度变化关～1．7000，精度为0．0001，可见阿贝折射仪在其系的区别与联系等等问题还没有进行实验的折射率范围及温度范围内是十分精确的J。研究。将阿贝折射仪与恒温水浴缸搭设好后便可以而且当今社会食品安全问题层出不穷，特别测量不同温度下液体折射率的了。此次实验的材是与人们的生活联系最为紧密的食用油安全问料包括在超市购买的金龙鱼调和油、金龙鱼玉米题，地沟油、变质油横行，人们在购买的时候往往油、福临门调和油以及保存完好的过期1年金龙无法准确分辨是

4、正品油还是变质油，从而在不知鱼调和油。通过耐心细致的测量，我们最终获得情的情况下深受其害。现在急需对正品食用油与了四种实验材料在15℃至60℃之间每1℃的折变质油的折射率进行研究，分辨其不同，从而寻求射率数据，精度为阿贝折射仪的精度，即0．0001。鉴别食用油品质的简便易行的新方法。为了增加数据的可信度，我们将每种材料重复测根据透明液体折射率随温度改变的物理现量3次，取其平均值，减小了实验的误差。象，本研究利用物理实验室与化学实验室拥有的另外，为了与油类材料作对比，并且更加确定一些专业仪器，通过准确的实验方法与耐心的试利

5、用阿贝折射仪法测量液体折射率随温度改变情验，对过期1年的变质油以及市面上常见的正品况的可靠性，我们同样的分析了去离子水在相同油逐个进行分析，从而得出其折射率随温度改变条件下，相同温度范围内的折射率变化情况，同样的一般规律，得出变质油折射率随温度变化的规得到了去离子水的折射率数据。律与正品油折射率随温度变化规律的相同与不同，从而达到区分正品油与变质油的目的。并且2结果与分析得到相关油类在一定温度范围内的折射率。(1)实验环境1实验室温：约10℃压强：约102．70kPa本实验采用精确灵敏的阿贝折射仪配合可控光源：589．3

6、nm收稿日期：2014-03—28液体折射率随温度改变的研究(2)去离子水折射率随温度变化情况去离子水折射率如图1所示。图3四种油的折射率另外，这四种油折射率随温度升高而基本成图1去离子水的折射率线性减小，这是因为食用油基本是由有机大分子组成，温度升高使得分子热运动加剧的效果并不可见，去离子水的折射率随温度的升高而减会随温度的升高而变得更加明显，也就是在高温小，在40{℃左右{折射i率为1．{3300，而从15℃至时升高一定温度导致的折射率降低与低温时升高6O℃的温度变化所引起的折射率改变非常小，仅8稍642觎0啪8栅6

7、蛳4似20枷8档6蛳相同温度导致的折射率降低基本相同。用水的折约0．0075，这充分体现了阿贝折射仪的高精度在射率随温度改变与之相比较，可见，虽然水的折射本实验中的重要性。率也是随着温度的升高而减小，但是由于水分子另外，若对去离子水的折射率随温度变化曲是小分子，所以升温导致折射率减小的效果会随线进行拟合，可得到如图2所示结果。着温度的升高而加剧，即高温时升高一定温度导致的折射率减小大于低温时升高相同温度导致的折射率减小，即水的折射率在高温区随温度减小更迅速，表现在n～T图上即是曲线向下弯曲，不成线性减小规律。同理，由得到

8、的四种油折射率随温度升高而减小的曲线斜率基本相等可知，四种油的分子大小基本相同。参考其他资料可知，植物油基本上都是由不饱和脂肪酸与甘油化合而成，以此验证了其分子大小基本相等的结论。图2去离子水的折射率变化的拟合曲线最后，虽然这四种油折射率大小不同，但其折射率绝对值十分接近，若不是用高分辨率仪器(如由图2可知，去离子水