阿贝折射仪技术报告

大学物理实验报告
学院班级
实验日期 2017 年6 月6 日实验地点：实验楼B413室
【实验原理】
若待测物为透明浓体，一般用透射光即掠入射方法来测量其折射率n x。

图 1
阿贝折射仪中的阿贝棱镜组由两个直角角棱镜(折射串率为n)组成，一个是进光
【实验步骤】
阿贝折射仪的外形结构如图1所示。

一、校准仪器
仪器在测量前，先要进行校准。

校准时可用蒸馏水（n D20=1.3330)或标准玻璃块进行（标准玻璃块标有折射率）
1、用蒸馏水校准
(1)将棱镜锁紧扳手12松开，将棱镜擦干净（注意：用无水酒精或其他易挥发溶剂，以镜头纸擦干）。

绝对误差平均绝对误差
平均值
测量结果。

阿贝折射仪一、实验原理当光线从光密介质进入光疏介质时，入射角会小于折射角。

改变入射角可使折射角达到 90°，此时的入射角称为临界角。

2WA-J 阿贝折射仪测定折射率的工作即利用了测定临界角的原理．如下图示:依折射定律有 ： （1）（2）由平面几何学可知 :将其代入（1）中得：由（2）得：二、实验仪器2WA-J 阿贝折射仪，纯净水、蔗糖溶液及酒精溶液，带有滴管的试剂瓶两个，脱脂棉等。

12sin 90sin n n α︒= 2sin sin n iβ=ϕαβ=+αϕβ=-122sin()(sin cos cos sin )n n n ϕβϕβϕβ=-=-22222222222222sinsin (1cos )sin cos sin n in i n n iβββ=-=-=22222sin cos n inβ-=2sin sin inβ=仪器的光学部分由望远镜系统二个部分组成1.进光棱镜2.折射棱镜3.摆动反光镜4.消色散棱镜组5.望远物镜组6.平行棱镜7.分划板8.目镜9.读数物镜10.反光镜11.刻度板12.聚光镜阿贝折射仪进光棱镜（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（自然光或白炽光）射入进光棱镜（1）时便在其磨砂面上产生漫反时，使被测液层内有各种不同角度的入射光，经过折射棱镜（2）产生一束折射角均大于临界角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）将此明暗分界线成象于分划板（7）上，分划板上有十字分划线，通过目镜（8）能看到如图五上半部所示的象。

光线经聚光镜（12）照明刻度板（11），刻度板与摆动反射镜（13）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。

西安理工大学实验报告课程名称：普通物理实验专业班号：应物091 组别： 2 姓名：赵汝双学号： 3090831033实验名称：阿贝折射仪测介质折射率折射率是透明材料的一个重要光学常数。

测定透明材料折射率的方法很多，如全反射法和最小偏向角法，最小偏向角法具有测量精度高、被测折射率的大小不受限制、不需要已知折射率的标准试件而能直接测出被测材料的折射率等优点。

但是，被测材料要制成棱镜，而且对棱镜的技术条件要求高，不便快速测量。

全反射法具有测量方便快捷，对环境要求不高，不需要单色光源等特点。

然而，因全反射法属于比较测量，故其测量准确度不高（大约Δn=3 ×10-4），被测材料的折射率的大小受到限制（约为1.3～1.7），且对固体材料还需制成试件。

尽管如此，在一些精度要求不高的测量中，全反射法仍被广泛使用。

阿贝折射仪就是根据全反射原理制成的一种专门用于测量透明或半透明液体和固体折射率及色散率的仪器，它还可用来测量糖溶液的含糖浓度。

它是石油化工、光学仪器、食品工业等有关工厂、科研机构及学校的常用仪器。

实验目的1.加深对全反射原理的理解，掌握应用方法。

2.了解阿贝折射仪的结构和测量原理，熟悉其使用方法。

3.测水和酒精的折射率和平均色散实验仪器WAY 阿贝折射仪、待测液（蒸馏水，无水乙醇）、滴管、脱脂棉实验原理一、仪器描述阿贝折射仪是测量物质折射率的专用仪器，它能快速而准确地测出透明、半透明液体或固体材料的折射率（测量范围一般为 1.4-1.7)，它还可以与恒温、测温装置连用，测定折射率与温度的变化关系。

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。

成绩实验日期：2011年4月21日交报告日期：2011年4月28日报告退发：（订正、重做）教师审批签字：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。

阿贝折射仪实验用阿贝折射仪测介质折射率折射率是透明材料的一个重要光学常数。

测定透明材料折射率的方法很多，如全反射法和最小偏向角法，最小偏向角法具有测量精度高、被测折射率的大小不受限制、不需要已知折射率的标准试件而能直接测出被测材料的折射率等优点。

但是，被测材料要制成棱镜，而且对棱镜的技术条件要求高，不便快速测量。

全反射法具有测量方便快捷，对环境要求不高，不需要单色光源等特点。

然而，因全反射法属于比较测量，故其测量准确度不高（大约Δn=3×10-4），被测材料折射率的范围受到限制（约为1.3000～1.7000），且对固体材料还需制成试件。

尽管如此，在一些精度要求不高的测量中，全反射法仍被广泛使用。

阿贝折射仪就是根据全反射原理制成的一种专门用于测量透明或半透明液体和固体折射率及色散率的仪器，它还可用来测量糖溶液的含糖浓度。

它是石油化工、光学仪器、食品工业等有关工厂、科研机构及学校的常用仪器。

【实验目的】1、加深对全反射原理的理解。

2、了解阿贝折射仪的结构和测量原理。

3、学习用阿贝折射仪测透明介质折射率及蔗糖溶液的浓度。

【实验仪器】WZA型阿贝折射仪、标准玻璃块一块、折射率液（溴代萘）一瓶、待测液（自来水，酒精，蔗糖溶液）、滴管、脱脂棉及擦镜纸等。

【实验原理】阿贝折射仪是根据全反射原理设计的，有透射光(掠入射)与反射光(全反射)两种使用方法。

（一）测定液体的折射率若待测物为透明液体，一般用透射光即掠入射方法来测定其折射率（n x）。

阿贝折射仪中的阿贝棱镜组由两个直角棱镜(折射率n)组成，一个是进光棱镜，它的弦面是磨砂的，其作用是形成均匀的扩展面光源。

另一个是折射棱镜。

待测液体(n x＜n)夹在两棱镜的弦面之间，形成薄膜。

如图4所示，光先射入进光棱镜，由其磨砂弦面A B ''产生漫射光穿过液层进入折射棱镜(图中ABC)。

因此，到达液体和折射棱镜的接触面(AB 面)上任意一点的诸光线具有各种不同的入射角，最大的入射角是i=90度，这种方向的入射称为掠入射。

西安理工大学实验报告课程：阿 贝 折 射 仪 测 介 质 折 射 率专业班号： 应物081 组别： 第一组姓名： 徐永奎 学号： 3080831016实验目的：1. 加深对全反射原理的理解，掌握应用方法。

2. 了解阿贝折射仪的结构和测量原理，熟悉其使用方法。

3. 通过对葡萄糖溶液折射率的测定确定其浓度。

实验仪器：阿贝折射仪、标准玻璃块一块，折射率液（溴代萘）一瓶，待测液（自来水，酒精，糖溶液）、滴管 、脱脂棉及擦镜纸实验原理：阿贝折射仪是根据全反射原理设计的，有透射光(掠入射)与反射光(全反射)两种使用方法。

（一）测定液体的折射率若待测物为透明浓体，一般用透射光即掠入射方法来测量其折射率n x 。

阿贝折射仪中的阿贝棱镜组由两个直角角棱镜(折射串率为n)组成，一个是进光棱镜，它的弦面是磨砂的，其作用是形成均匀的扩展面光源。

另一个是折射棱镜。

待测液体(n x ＜n)夹在两棱镜的弦面之间，形成薄膜。

如图4所示，图 4实验日期： 年 月 日 交报告日期： 年 月 日 报告退发： （订正、重做） 教师审批签字：光先射入进光棱镜，由其磨砂弦面A ，B ，产生漫射光穿过液层进入折射棱镜(图中ABC)。

因此到达液体和折射棱镜的接触面(AB 面)上任意一点E 的诸光线(如1，2，3等)具有各种不同的入射角，最大的入射角是90度。

，这种方向的入射称为掠入射。

对不同方向入射光中的某条光线，设它以入射角i 射向AB 面，经棱镜两次折射后，从AC 面以'ϕ角出射，若x n n <，则由折射定律得 sin sin x n i n =α 1）sin sin n 'β=ϕ 2）其中α为AB 面上的折射角，β为AC 面上的入射角。

由图4得棱镜顶角A 与α角及β角的关系为 A =α+β则 A α=-β代入1）式得sin sin()(sin cos cos sin )x n i n A n A A =-β=β-β 3）由2）式得222sin sin n 'β=ϕ即222(1cos sin n '-β)=ϕ 2222cos sin n n '-β=ϕ则cos β=代入3）式得：sin sin cos sin x n i A '=ϕ从图4可以看出，对于光线“1”，有i →90》，sini →1，sin 'ϕ→sin ϕ，则上式变为sin cos sin x n A =ϕ因此，若折射棱镜的折射率n 、折射顶角95已知，只要测出出射角ϕ即可求出待测液体的折射率x n 。

南昌大学物理实验报告
课程名称：普通物理实验（3）
实验名称：阿贝折射仪
学院：理学院专业班级：应用物理学
学生姓名：学号： 5 7
实验地点：B606 座位号：
实验时间：第十三周星期四上午九点四十五分开始
为四只恒温器接头，(4)为温度计。

(13)为温度计座，可用乳胶管为折射率刻度调节手轮(6)为色散调节手轮，(7)为色
由折射定律可知 1sin n n α
= （1）
12sin sin n i n β=⋅ （2）
）可得 1sin sin n i
β=
2211cos sin n n i
β=-
）及角度关系αφβ=-可得
22111sin()sin sin sin sin cos sin n n n n i i
φβφβφφ=-==-- （3）
为折射棱镜入射面与出射面这问的夹角。

和已知，则测出i 角就可以由式(3)计算n 值。

阿贝折射的刻度盘上直接刻有与i 角对应的n 值，因此不必计算。

WYA（2WAJ）阿贝折射仪⏹仪器用途此仪器可用来对透明或半透明固体和液体物质的折射率，平均色散和部分色散进行快速精确地测定（即能测定706.5nm、656.3nm、589.3nm、546.1nm、486.1nm、435.8nm、434.1nm和404.7nm等八种常用波长的折射率）。

当光学玻璃牌号已知可以很快地测得其折射率，这些数据对光学仪器的设计和制造是极为有用的。

一般仪器在测量试样折射率时需要有一定大小，而此仪器利用精确配制浸液法可求得最小试样的折射率，对保护被测试样是尤为重要的。

由于此仪器基于折射定律的原理，所以被测试样折射率不受仪器棱镜折射率的限制。

这在光学玻璃厂中进行新品试制特别有用。

因为仪器的测量精度为5×10-5所以可对材料进行高温热处理后的折射率变化进行测定。

综合上述各点，此仪器是光学玻璃厂、光学仪器厂以及其他有关科研单位，高等院校必备仪器之一。

⏹主要技术参数和规格1.测量范围（n D）：固体：1.30-1.95液体：1.30-1.702.测量精度：5×10-53.V棱镜折射率：固体测量有nOD1=1.75nOD2=1.65nOD3=1.51液体测量有nOD4=（1.51）4.望远镜放大倍数：5×读数系统放大倍数：25×5.读数度盘最小格值：10’6.测微尺最小格值：0.05’7.仪器重量：11kg8.仪器体积：376×230×440mm9.木箱重量：6kg10.木箱体积：420×270×500mm⏹使用与操作方法准备和校验：●样品制备：a)用准确直角法法定时：取待测材料一块，割成直角棱镜，其直角边约20mm，厚约20mm，（如材料尺寸不够时，应用直角边至少大于8.5mm，厚度大于11mm）直角的准确度为90˚±1’，二直角面只须要细磨即可，但为了便于检查直角精度，应将一面抛光。

b)用一对样品法测定时：取待测材料割成二块直角棱镜，其大小与准确直角法相同，每块直角加工精度为90˚±10’，然后将两直角合并在一起研磨即可，试样的表面只须经过细磨，不必抛光。

实验用阿贝折射仪测介质折射率折射率是透明材料的一个重要光学常数。

测定透明材料折射率的方法很多如全反射法和最小偏向角法最小偏向角法具有测量精度高、被测折射率的大小不受限制、不需要已知折射率的标准试件而能直接测出被测材料的折射率等优点。

但是被测材料要制成棱镜而且对棱镜的技术条件要求高不便快速测量。

全反射法具有测量方便快捷对环境要求不高不需要单色光源等特点。

然而因全反射法属于比较测量故其测量准确度不高大约Δn3×10-4被测材料折射率的范围受到限制约为1.30001.7000且对固体材料还需制成试件。

尽管如此在一些精度要求不高的测量中全反射法仍被广泛使用。

阿贝折射仪就是根据全反射原理制成的一种专门用于测量透明或半透明液体和固体折射率及色散率的仪器它还可用来测量糖溶液的含糖浓度。

它是石油化工、光学仪器、食品工业等有关工厂、科研机构及学校的常用仪器。

【实验目的】1、加深对全反射原理的理解。

2、了解阿贝折射仪的结构和测量原理。

3、学习用阿贝折射仪测透明介质折射率及蔗糖溶液的浓度。

【实验仪器】WZA型阿贝折射仪、标准玻璃块一块、折射率液溴代萘一瓶、待测液自来水酒精蔗糖溶液、滴管、脱脂棉及擦镜纸等。

【实验原理】阿贝折射仪是根据全反射原理设计的有透射光掠入射与反射光全反射两种使用方法。

一测定液体的折射率若待测物为透明液体一般用透射光即掠入射方法来测定其折射率nx。

阿贝折射仪中的阿贝棱镜组由两个直角棱镜折射率n组成一个是进光棱镜它的弦面是磨砂的其作用是形成均匀的扩展面光源。

另一个是折射棱镜。

待测液体nxn夹在两棱镜的弦面之间形成薄膜。

如图4所示光先射入进光棱镜由其磨砂弦面AB产生漫射光穿过液层进入折射棱镜图中ABC。

因此到达液体和折射棱镜的接触面AB面上任意一点的诸光线具有各种不同的入射角最大的入射角是i90度这种方向的入射称为掠入射。

设掠入射光线经棱镜两次折射后从AC面以角出射若xnn则由折射定律得sinsinxnin 1 sinsinn 2 其中为AB面上的折射角为AC面上的入射角。

现代计量测试2000年第6期文章编号:1005-3387(2000)06-0045-50阿贝折射仪的实验研究刘文丽,姜石峰,马振亚(中国计量科学研究院,北京　100013)摘要:在实验的基础上,对阿贝折射仪计量检定中各项技术指标的测试方法和数据处理进行了分析研究,并给出了检定结果不确定度分析的范例。

关键词:折射率;平均色散;阿米西棱镜;消色散位置中图分类号:T H741.4 文献标识码:A0　引言阿贝折射仪是一种能测定透明、半透明液体或固体折射率(n D)和平均色散(n F-n C)的仪器,广泛应用于光学、化工、食品等行业。

阿贝折射仪的测量原理,是将被测试样与一已知折射率的折射棱镜紧贴在一起,根据光线全反射临界角求得试样的折射率。

阿贝折射仪采用了一对直视色散棱镜(又称阿米西棱镜),当仪器用白光照明时,旋转阿米西棱镜来抵消被测试样和折射棱镜产生的综合色散,在消色散位置得到清晰的临界线,此时可测得D谱线的折射率n D,同时借助于它所旋转的角度,通过色散刻度圈上的读数Z 值和测得的折射率n D值,可以计算出被测试样的平均色散(n F-n C)。

我们对阿贝折射仪的各项技术指标的测试方法和数据处理进行了研究,其结果已应用于我们所承担的由国家质量技术监督局下达的“阿贝折射仪检定规程”修订的任务中。

1　实验内容1.1　实验对象在对阿贝折射仪多年计量检定的基础上,以下列两台阿贝折射仪作为样机进行分析,即新天精密光学仪器厂生产的WYA2型阿贝折射仪一台和上海光学仪器四厂生产的2WA-J型阿贝折射仪一台。

1.2　实验条件1.2.1　实验设备主要的实验设备如下:(1)标准物质:QK1,K9,ZF2,ZF四种阿贝折射仪标准块;标准块的折射率(n D)测量不确定度优于5×10-5(k=3);平均色散(n F-n C)测量不确定度优于7×10-5(k=3)。

(2)蒸馏水。

(3)钠光灯,40W白炽灯。

(4)折射液:水杨酸甲脂、A-溴代萘和二磺甲烷。