蔗糖溶液的折射率

[讲解]阿贝折射仪使用说明阿贝折射仪使用说明一、仪器用途阿贝折射仪是能测定透明、半透明液体或固体的折射率nD和平均色散Nf-nC的仪器(其中以测液体为主)，如仪器上接恒温器，则可测定温度为0?~70?c内的折射率Nd。

折射率和平均色散是物质的重要光学常数之一，能借以了解物质的光学性能、纯度、浓度及色散大小等。

本仪器能测出蔗糖溶液内含糖量浓度的百分数(0~95%，相当于折射率为1.333~1.531)。

故此仪器使用范围甚广，是石油工业、油脂工业、制药工业、制漆工业、食品工业、日用化学工业、制糖工业、和地质勘察等有并工厂，学校及有并研究单位不可缺少的常用设备之一。

二、仪器规格测量范围:nD nD 1.3000~1.700 测量准确度(nD) ?0.0002仪器质量: 2.6?仪器体积: 100×200×240mm三、仪器工作原理间简述折射仪的基本原理即为折射定律:n1,n1n2为交界面的两侧的两种介质的折射率若光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，改变入射角可以使折射达到90?，此时的入射角称为临界角，本仪器测定折射率是基于测定临界角的原理。

当不同角度光线射入AB面时，其折射都大于?，如果用一望远镜对出射光线视察，可以看到望远镜视场被分为明暗两部分，二者之间有明显分界线。

明暗分界处即为临界角的位置。

四、仪器结构(一) 光学部分: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?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。

9 、分子结构中凡有，能把偏振光的偏振面旋转一定角度的物质称光学活性物质。

10、根据水在食品中所处的状态不同以及与非水组分结合强弱的不同，可把食品中的水划分为三类：自由水、亲和水和。

11、测定水分可用干燥法，包括直接干燥法和。

12、测定食品的灰分通常以坩锅用为灰化容器，其中最常用的是。

13、食品中酸的种类很多，可分为有机酸和两类。

14、有效酸度是指被测溶液中H+的浓度，常用来表示，其大小用pH计来测定。

17、脂类不溶于水，易溶于18、还原糖通常用氧化剂为标准溶液进行测定。

指示剂是。

19、费林试剂（碱性酒石酸铜溶液）由甲、乙溶液组成，甲为，乙为。

20、蔗糖在酸性条件下水解生成和二、选择题（1分/题，共50分）1、四氯化碳将碘从水中分离出来的的方法属（）分离法。

A、萃取B、沉淀C、色谱D、交换2、密度计是利用（）制成的测定液体相对密度的仪器。

A、阿基米德原理B、杠杆原理C、稀释定理 D万有引力3、用普通比重计测出的是（）A、相对密度B、质量分数C、糖液浓度D、酒精浓度4、乳稠计的读数为20时，相当于（）A、相对密度为20B、相对密度为20%C、相对密度为1.020D、相对密度为0.205、密度是指物质在一定温度下单位体积的（）A、体积B、容积C、重量D、质量6、3ºBe＇表示（）A、相对密度为3%B、质量分数为3%C、体积分数为3%D、物质的量浓度为3mol/L7、测定糖液浓度应选用（）A、波美计B、糖锤度计C、酒精计D、酸度计8、23℃时测量食品的含糖量，在糖锤度计上读数为24.12 °Bx＇，23℃时温度校正值为0.04，则校正后糖锤度为( )A、24．08B、24.16C、24.08 °Bx ＇D、24.16 °Bx＇9、常压干燥法水分测定的主要设备是A、水浴锅B、马福炉 C 、恒温烘箱 D、电炉10、某样品水分测定时，空铝合重10.0000g，加入样品后重12.0000g，经过一定时间的烘干后样品和铝合重11.8000g，因此样品的水分含量是A、90%B、过程错了C、10%D、1%11、灰分的主要成分是A、有机物B、矿物盐和无机盐C、石头D、泥沙12、灰分测定中，盛装样品的器皿叫A 、表面皿B 、烧杯C 、坩埚 D、称量皿13、灰分测定时样品应炭化至（）为止。

探究液体浓度对折射率的影响摘要：阿贝折射计是测量溶液折射率的仪器，如果改变溶液的温度，浓度和阿贝折射计的温度，那么对于折射率的测量是否有影响？因此，我们通过改变三种不同溶液的浓度来探究溶液浓度对折射率的影响。

关键词：折射率；溶液浓度；影响我们知道，不同的液体有不同的折射率，那么同种物质的溶液，如果浓度不同，溶液的折射率否也不同？如果不同，他们之间有什么关系？实验原理1 根据浓度的计算原理，溶质+溶剂=溶液，浓度溶液溶质=⨯%100。

称取不同溶质和溶剂，配置不同浓度的溶液进行测量。

2阿贝折射计是根据全反射原理设计的。

其光路如图1.1所示：将折射率为n 的待测物质放在折射率为n ’的直角棱镜的斜面上，其棱角为A,并用光源S 照之。

光线经透镜两次折射后，形成光束Ⅰ’，Ⅱ’出射，在望远镜视场中将观察到半阴视场，明暗分界线就对应于掠面入射光束。

旋转棱镜旋转手轮，观察两个镜筒里的视场，这时在望远镜视场可观察到明暗分界线上下移动。

当叉丝中心和明暗分界线相吻合时，对应读数视场的读数就是液体的折射率。

如图1.2所示：数据记录：表一：不同的蔗糖浓度对折射率的影响（单位：g ）表二：不同的盐水浓度对折射率的影响（单位：g ）根据以上三个表的数据，以溶液浓度为X轴，折射率为Y轴做曲线图：实验结论及分析1通过实验证明，从曲线图可知，所有的点都围绕在直线两侧。

说明溶液的浓度增大，溶液的折射率也随着增大，并且成线性关系。

2在曲线图中，我们可以看到，在浓度为30%以前，所有的点基本都在直线上。

浓度为50%以后有些偏离直线，是由于溶液的浓度没有完全溶解导致。

参考文献：[1] 白泽生，刘竹琴，徐红.几种液体的折射率与其浓度关系的经验公式延安大学学报（自然科学版）2004,23(1)[2] 翟胜丞，王雅各，卢晓.三元系溶液浓度对折射率的影响南京林业大学学报（自然科学版）2008,32(2)[3]张志伟，尹卫峰，温廷敦，朱林泉，张记龙溶液浓度与其折射率关系的理论和实验研究中北大学学报(自然科学学报) 2009 ,30(3)[4] 黄志贝，傅方聪，芦立娟.用光速测量仪探究蔗糖溶液折射率与浓度的关系浙江海洋学院2011,24(5)。

学校代码10722学号1007014143 分类号G633.7 密级公开本科毕业设计（论文）题目: 测量溶液折射率与浓度的关系作者姓名:张鹏专业名称: 物理学学科门类: 理学指导教师: 李耀宗副教授提交论文日期:二○一四年四月成绩等级评定:摘要本实验运用掠入射法测量透明液体的折射率。

对于同种透明液体而言，在同一温度下其折射率会随浓度的变化而发生变化。

本实验通过搜索相关资料，查出食盐在20℃时的浓度与密度的关系，进而配制出相同体积不同浓度的食盐溶液。

在所盛放待测液体的底部用红笔做标记，用显微镜分别观察其不放液体，盛放液体其底部及盛放液体时液体表面红色漂浮物最清晰的像的位置多次测量并记录，将折射率的计算由光疏介质进入光密介质时入射角与折射角正弦值的比值转化为成像位置的比值。

进而再对蔗糖运用同样的方法，通过软件拟合，可得出透明液体的折射率随浓度的增加而均匀的增加。

本实验的优点在于将传统的测量折射率由在光疏介质进入光密介质时入射角与折射角的正弦值的比值转化为其成像位置差的比值，简单直接。

采用同种颜色的标记物，避免色散产生的影响。

并且配置相同体积不同浓度的溶液，且进行了多组测量取平均值，降低了由于实验精度不足所引起的误差。

不足之处在于标记物的成像位置为间接测量，液体表面张力的存在，降低了实验的精确度。

关键词：测量;溶液;浓度;折射率1 引言光从真空射入介质发生折射式，入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值叫做介质的“绝对折射率”。

它表示光在介质中传播时，介质对光的一种特征。

本实验研究的是光从空气中射入液体中入射角与折射角正弦之间的比值，即为相对折射率。

透明液体介质折射率的准确测量对于颜色密度差别不大但但折射率变化较大的液体的准确快速的鉴别具有重要的意义。

而测量透明液体折射率与其浓度的关系，可通过测量某透明溶液的折射率而简单快捷准确的得出其浓度。

液体介质折射率的测量一般的主要方法有阿贝折射仪测定液体介质的折射率，折射极限法测液体介质的折射率，薄膜干涉法测液体介质的折射率及掠入法测量液体介质折射率等方法。

蔗糖溶液浓度与折射率、旋光度关系的实验研究
蔗糖溶液浓度与折射率和旋光度的关系是生物技术领域非常重要的一个课题，
它既有助于建立测量方法，也有助于实现生物分析过程中对蔗糖浓度和折射率等特性进行定量测定。

本文综述了蔗糖溶液浓度与折射率之间的相关性及其旋光度的实验研究，为生物分析和技术的进一步发展提供了有益的参考。

根据近年的研究表明，蔗糖溶液浓度和折射率会有一定的相关性，其强度也随
着蔗糖溶液的浓度的上升而随之提高。

使用0.03-6.0 %（重量/容积）的蔗糖溶液，研究发现，蔗糖溶液的折射率在1.3286-1.3405之间变化；而在增加到9 %-15 %后，折射率在1.3488-1.3603之间变化。

当浓度提高到30 %时，折射率最终下降
至1.3385-1.3606之间，极限值约为1.3500。

从实验结果上看可以推断，相比于
低浓度的溶液，高浓度的溶液的折射率增加的增幅更小。

此外，研究还发现，随着蔗糖溶液浓度的增加，溶液的旋光度也会越来越大，
在0.03 %浓度时，溶液的旋光度为-25.2°；而在30 %浓度时，溶液的旋光度已经增加到-9.5°，差距接近2倍。

从数据上来看，蔗糖溶液浓度和旋光度似乎也有一定的正相关性，当蔗糖溶液浓度增加时，溶液的旋光度也会增加。

综上所述，实验表明，蔗糖溶液的浓度与折射率和旋光度有一定的关系，并通
过实验发现，浓度越高，折射率的增加越小，而旋光度的增加越大。

这些知识为生物分析和技术的进一步发展提供了有益的参考依据。

2023年10月第43卷第5期广西糖业GUANGXI SUGAR INDUSTRYVol.43，No.5，Oct.2023不同光学方法测量蔗糖溶液糖度的误差分析徐瑾仪1，张泽锋1，曾才兴1，钟国涛2，李卓正3，熊正烨1*（1.广东海洋大学电子与信息工程学院，广东湛江524088；2.广东海洋大学海洋工程与能源学院，广东湛江524088；3.广东海洋大学化学与环境学院，广东湛江524088）摘要：食品加工领域监测饮品糖度常用的光学测量方法有折射率法和旋光法，折射率法又可细分为全反射法和分光计法。

文章描述全反射法、分光计法和旋光法的测量原理，配制一系列已知糖度的蔗糖溶液并分别用全反射法（白利糖度计法）、分光计法和旋光法测量其糖度，分析3种方法的测量误差，比较各测量方法的特点。

结果表明，白利糖度计法、分光计法和旋光法测量的糖度值误差分别为0.35~0.51、0.10~0.11和0.33~0.35，其中，分光计法的测量结果最准确，误差最小。

由糖度测量值与实际糖度值间的线性关系可知，分光计法的测量值与实际值之比最接近1.0000，旋光法的测量值与实际值之比为1.0008，白利糖度计法的测量值与实际值之比为1.0340；结合测量原理分析可知，光在蔗糖溶液中折射率（n ）随着糖度的变化呈非严格线性关系变化，光在蔗糖溶液与棱镜表面界面产生全反射的临界角与溶液糖度的关系也不是严格的线性关系，因此，白利糖度计若只是简单线性标定，可能会带来较大的系统误差；旋光法和分光计法测量的糖度值准确性相对较高，但需样品量较多，且要求样品的透明度较高。

在实际糖度测量中，应根据具体情况选择合适的光学方法。

关键词：蔗糖溶液；全反射法；分光计法；旋光法；糖度；折射率中图分类号：S123；TS247文献标志码：A文章编号：2095-820X （2023）05-0009-06收稿日期：2023-10-01基金项目：湛江市科技计划项目（2022A05022）；广东海洋大学科研项目（060302112102）通讯作者：熊正烨（1972-），男，博士，教授，主要从事发光材料与器件研究工作，E-mail ：********************第一作者：徐瑾仪（2002-），女，研究方向为发光材料与器件，E-mail ：*********************0引言在饮料和水果行业及糖业生产等领域均需准确测量液体的糖度［1-3］。

阿贝折射仪的解析仪器用途本仪器能测出蔗糖溶液的质量分数(锤度Brix)(0-95%，相当于折射率为1.333-1.531)。

故此仪器使用范围甚广，是石油工业、油脂工业、制药工业、制漆工业、日用化学工业、制糖工业和地质勘察等有关工厂、学校及有关科研单位不可缺少的常用设备之一。

[1]?工作原理折射仪的基本原理即为折射定律：n1,n1n2为交界面的两侧的两种介质的折射率若光线从光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，改变入射角可以使折射达到90°，此时的入射角称为临界角，本仪器测定折射率是基于测定临界角的原理。

当不同角度光线射入AB面时，其折射都大于Ⅰ，如果用一望远镜对出射光线视察，可以看到望远镜视场被分为明暗两部分，二者之间有明显分界线。

明暗分界处即为临界角的位置。

[2]仪器结构光学部分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。

结构部分底座(14)为仪器的支承座，壳体(17)固定在其上。