⑴ 棱鏡攝譜儀為什麼用三透鏡照明系統
自帶棱鏡，一物多用嘛😊
⑵ 純酒精的折射率大還是稀釋的酒精的折射率大
用阿貝折射儀測量折射率
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准試件而能直接測
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,雖然測量准確度較低(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.
阿貝折射儀就是利用全反射法製成的,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.
【實驗目的】
1. 掌握用掠入射法測定物質的折射率;
2. 學會阿貝折射儀的調整和使用方法;
3. 通過對酒精折射率的測定,確定酒精的濃度;
4. 通過對不同溫度下水折射率的測定,了解水的折射率隨溫度的變化關系.
【實驗原理】
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n的介質射入折射率為N的介質時,
由折射定律知,入射角i與折射角r有以下關系:
r
rc
N
n
i
圖1
nsini=Nsinr (1)
如果n亦即r折射角亦具有對應的某個數值.當入射角達最大值i=90°時,
折射角達最大值r=rc.此時的入光線稱掠射光線,對應的折射角
rc稱為折射臨界角或又稱全反射角,以此代入(1)式得
(2)
=
=°
c
c
rNn
rNn
sin
sin90sin
已知N值,則測出折射臨界角rc,即可算出待測介質的折射率n.
實驗中常用直角三棱鏡(已知N的介質)進行測量.如圖(2)掠射光線由待測折射率
為n的介質入射到折射率為N的直角三棱鏡ABC中,產生折射臨界角rc,然後以出射角i0射
入折射率為1的空氣中.所有入射角小於90°光線入射到三棱鏡ABC中時,其折射角都小
於rc,而從三棱鏡AB邊射出時,其出射角都大於i0.故在棱鏡上側光線出射處放一望遠鏡,
則具有不同出射角的平行光線都會聚在望遠鏡焦面的不同位置上.當望遠鏡筒軸線與出射
角為i0的光線平行時,從目鏡中可以看到半邊是明區和半邊是暗區,並在明暗區間有一條
分界線的現象,即"半影視場".此時望遠鏡與AB表面的垂線間的夾角即為出射角i0,因為
i0與臨界角rc間有一定關系,將此關系代入(2)式並加以整理(見附1)得:
1
00
22sincossinsiniAiNAn = (3)
rc
N
n
i0
A
3′
123
2′1′
C
圖2
若已知棱鏡頂角A及折射率N,測得出射角i0,即可算出待測物
質的折射率n.
在阿貝折射儀中,實際上是用轉動棱鏡的方法去改變i0,以
適應不同折射率n值的測量.而讀數望遠鏡中的標尺(分度盤),
則已按(3)式將出射角i0換算成折射率值標出,故現場中的讀
數即為被測物質的折射率.
【實驗內容】
1. 認真閱讀儀器說明書,了解阿貝折射儀的結構和使用方法.
2. 測定酒精的濃度與其折射率的關系曲線.
在一定溫度下,對一定濃度的某種溶液來說,其折射率是一定的.不同濃度的溶液將
具有不同的折射率,即濃度與折射率具有一定關系.本實驗將測量酒精的濃度與其折射率
關系曲線.
見產品說明書(圖六).打開小反光鏡(4),調節反射鏡(18),使兩個望遠鏡視場明
亮 ,調節望遠鏡系統中的目鏡(6),看清分劃板上的刻度線(X型准線),調節讀數望遠
鏡中的目鏡(6),並轉動棱鏡手輪(2),看清刻度值,再把棱鏡組(13)打開,用酒精將
棱鏡表面擦洗干凈,將某一已知濃度(本實驗五種酒精濃度是已知的)的酒精用滴管注入
照明棱鏡的磨砂面上,使之均勻鋪滿一層.合上棱鏡,轉動棱鏡手輪(2)使照明望遠鏡中
見到"半影視場",轉動消色散棱鏡手輪(10)直至能看到很清晰的暗區邊緣為止,再調節
手輪(2)使暗區邊緣恰好與十字線叉絲重合,由刻度盤上記下此時的折射率.
然後重新清洗棱鏡表面換上其他已知濃度的酒精,同樣測出其折射率.並以此為橫坐
標,以濃度為縱坐標,作濃度與折射率的關系曲線.
3. 根據曲線測定酒精的濃度
用(2)所述的方法測定二種未知濃度酒精的折射率,從上面所作的曲線上找出其縱坐標所
對應的酒精濃度值.
4. 測定蒸餾水的折射率與溫度的關系曲線
對一定的液體,如緯度發生變化,其折射率也將隨著改變,即折射率與溫度也存在一定的
關系曲線.
用(2)中所述方法,將酒精改用蒸餾水,然後將超級恆溫控制器(使用方法見說明書)
與折射儀的恆溫器接頭連接,調節超級恆溫控制器,改變蒸餾水溫度,每升高5—10℃測
定折射率一次,作蒸餾水的折射率與溫度的關系曲線.
*5. 測定玻璃的折射率:分別用透射(掠如法)法和反射法測出所給玻璃的折射率.
【注意事項】
1. 阿貝棱鏡質地較軟,再利用滴管加液時,不能讓滴管碰到棱鏡面上,以免劃傷;並
2
合棱鏡時,應防止待測液層中存在有氣泡.
2. 每次測量後,棱鏡表面必須用蒸餾水沖洗干凈,用棉花擦鏡紙輕輕把水分吸干,擦
凈.
3. 實驗前,應首先用蒸餾水或已知標准折射率的油來校正阿貝折射儀的讀數.
4. 測固體折射率時,接觸液—α溴代荼的用量要適當,不能塗得太多,過多待測玻璃
或固體容易滑下,損壞.
5. 實驗完畢,必須將儀器擦洗干凈,整理放妥.
【預習思考題】
1. 透射法(掠入射法)測定液體折射率的理論依據是什麼 半影視場是怎麼形成
2. 透射法中為什麼要用照明棱鏡 入射光的強弱對測量有什麼影響 為什麼
【討論思考題】
1. 如果待測液體的折射率n大於折射棱鏡的折射率N,能不能用掠入射法來測定n
2. 為什麼應用反射法測量固體的折射率時,阿貝折射儀的刻度公式仍然使用 一般反
射法使用在什麼場合下
3. 在測量蒸餾水的折射率與溫度實驗曲線時,若水分蒸發完了,則會出現什麼現象
為什麼
【附錄Ⅰ】
公式00
22sincossinsiniAiNAn = 推導:
N
n
i
A
i′
C
Bγ′
αγ
圖3
圖3中°=∠+∠+∠180BAα
而°=′∠+∠+∠+∠180γγαB
γγ′∠+∠=∠∴A
對掠射光i=90°,γ= γc,i′=i0
根據折射定律的(1)式:
nsin90°=Nsinγc
Nsinγ′=Isini0
γγ′∠+∠=∠cA
代去γc及∠γ′得
n=Nsinγc =Nsin(A-γ′)
=NsinAcosγ′-(Nsinγ′)cosA
=AiANcossinsin1sin0
2 ′ γ
=AiNNAcossinsinsin0
222 ′ γ
3
=AiiNAcossinsinsin00
22
【附錄Ⅱ】用阿貝折射儀測固體折射率
測量固體樣品時,若樣品透明,則將樣品的一個拋光面與折射棱鏡(3)並合,其間加
一層折射率介於樣品與阿貝棱鏡之間的接觸液(一般為α—溴代荼nD=1.6626).而樣品的
另一邊不需拋光,就可以進行測讀見圖4(a),當樣品不透明或僅有一個拋光面時,則應
用反射法測量,如圖4(b)所示:樣品與折射棱鏡(3)之間,同樣需要加入接觸液層.
1
2
3
1
2
3
N
n
明
暗
接觸液
(a)掠入法
12
3N
明
暗
3′
2′
1′
(b)反射法
圖4
【附錄Ⅲ】阿米西棱鏡的消色散作用
阿米西棱鏡(又稱阿米西補償器),由兩組完全相同的棱鏡組成.每組由三塊分光棱鏡
合成.這二個復合棱鏡組可以用一個旋鈕調節,使之繞測量望遠鏡光軸各自沿相反的方向
同時轉動;在平行於阿貝棱鏡主截面的平面內,產生或正或負,或大或小的色散,以此可
以抵消阿貝棱鏡及樣品所產生的色散.從補償器的旋鈕刻度中,參照儀器附表,還可以推
知待測樣品的平均色散率(nF—nC)的值.
4
⑶ 棱鏡的作用
棱鏡度指光線通過鏡片上某一特定點後產生的偏離。棱鏡度的表示單位為厘米每米（cm/m），單位名稱為「棱鏡屈光度」，符號為「△」。
棱鏡是透明材料（如玻璃、水晶等）做成的多面體。在光學儀器中應用很廣。棱鏡按其性質和用途可分為若干種。
例如，在光譜儀器中把復合光分解為光譜的「色散棱鏡」，較常用的是等邊三棱鏡；在潛望鏡、雙目望遠鏡等儀器中改變光的進行方向，從而調整其成像位置的稱「全反射棱鏡」，一般都採用直角棱鏡。
(3)透射法中為什麼用照明棱鏡擴展閱讀：
1、棱鏡常數測量方法
全站儀的測距棱鏡常數的確定其方法有「六段法」和「三站法」兩種，現簡要介紹「三站法」：
（1）在較為平坦的地面選擇同一直線上三點A、B、C，B點大致為AC的中點。
（2）在A點設站測量AC間的水平距離兩組，每一組讀數五次，兩組平均數為Dac。
（3）在C點設站測量CA間的水平距離兩組，每一組讀數五次，兩組平均數為Dca。
（4）在B點設站測量BC、BA間的水平距離各兩組，每一組讀數五次，其平均數分別為Dbc和Dba。
（5）棱鏡常數△=（Dba+Dbc－（Dac+Dca）/ 2）/2。
（6）棱鏡加常數為C=－△。
（7）假如在徠卡全站儀裡面設置，徠卡本來原配棱鏡常數為34.4mm，那麼，此棱鏡常數就設置為C。但是此棱鏡自身的棱鏡常數則為：（C-34.4）mm。
《棱鏡常數》光在反射棱鏡中傳播所用的超量時間會使所測距離增大某一數值，也就是說光在玻璃中的傳播速度要比空氣中慢，通常我們稱這增大的數值為棱鏡常數。
通常棱鏡常數已在生產廠家所附的說明書上或棱鏡上標出，供測距時使用。當使用於全站儀不配套的反射棱鏡時，務必首先確定其棱鏡常數。
2、注意事項
（1）我們常用的對中桿的棱鏡可以從正面和反面安裝。安裝位置不同，即使使用同一對中桿的棱鏡常數也不相同。
（2）全站儀用於外業作業前，應首先確定其棱鏡常數。
⑷ 透射電鏡用電子束作照明源的原因
透射電鏡用電子書做照明河源的原因。透射電鏡用電子束做照，明月射程遠光亮足。
⑸ 用反射法測三棱鏡頂角時，為什麼要使三棱鏡頂角至於載物平台中心附近
偏離中心或左或又都會導致平行光不會照到三棱鏡的兩面上。偏離中心靠近太近，專剛從狹縫里透出的屬光平行度不夠，沒達到平行就射入三棱鏡，再者觀察時望遠鏡轉動的角度太大，不易觀察。偏離中心離狹縫太遠則會導致平面鏡防止不穩，影響觀察。
⑹ 棱鏡光譜儀的原理，結構和應用情況是怎樣的
光譜儀又稱分光儀。以光電倍增管等光探測器在不同波長位置，測量譜線強度的裝置。其構造由一個入射狹縫，一個色散系統，一個成像系統和一個或多個出射狹縫組成。以色散元件將輻射源的電磁輻射分離出所需要的波長或波長區域，並在選定的波長上(或掃描某一波段)進行強度測定。分為單色儀和多色儀兩種。
將復色光分離成光譜的光學儀器。光譜儀有多種類型，除在可見光波段使用的光譜儀外，還有紅外光譜儀和紫外光譜儀。按色散元件的不同可分為棱鏡光譜儀、光柵光譜儀和干涉光譜儀等。按探測方法分，有直接用眼觀察的分光鏡，用感光片記錄的攝譜儀，以及用光電或熱電元件探測光譜的分光光度計等。單色儀是通過狹縫只輸出單色譜線的光譜儀器，常與其他分析儀器配合使用。
圖中所示是三棱鏡攝譜儀的基本結構。狹縫S與棱鏡的主截面垂直，放置在透鏡L的物方焦面內，感光片放置在透鏡L的像方焦面內。用光源照明狹縫S，
S的像成在感光片上成為光譜線，由於棱鏡的色散作用，不同波長的譜線彼此分開，就得入射光的光譜。棱鏡攝譜儀能觀察的光譜范圍決定於棱鏡等光學元件對光譜的吸收。普通光學玻璃只適用於可見光波段，用石英可擴展到紫外區，在紅外區一般使用氯化鈉、溴化鉀和氟化鈣等晶體。目前普遍使用的反射式光柵光譜儀的光譜范圍取決於光柵條紋的設計，可以具有較寬的光譜范圍。
表徵光譜儀基本特性的參量有光譜范圍、色散率、帶寬和分辨本領等。基於干涉原理設計的光譜儀（如法布里-珀羅干涉儀、傅立葉變換光譜儀）具有很高的色散率和分辨本領，常用於光譜精細結構的分析。
⑺ 關於阿貝折射儀
是能測定透明、半透明液體或固體的折射率nD和平均色散nF-nC的儀器（其中以測透明液體為主）。如儀器上接有恆溫器，則可測定溫度0~70內的折射率ND。
折射率和平均色散是物質的重要光學常數之一，能藉以了解物質的光學性能、純度、濃度及色散大小等。本儀器並能測出蔗糖溶液內含糖量濃度百分數。故此種儀器使用范圍甚廣，是石油工業、油脂工業、制漆工業、食品工業、日用化學工業、製糖工業和地質勘察等有關工廠學校及研究單位不可缺少的常用設備之一。
儀器規格
折射率（nD）測量范圍： 1.300 ~ 1.700
折射率（nD）測量精度（室溫）： ±0.0003
折射率（nD）最小分度值： 0.0005
蔗糖量濃度（%）最小分度值： 0.25
蔗糖量濃度測量范圍（%）： 0~95
儀器重量： 4kg
儀器體積： 140×100×135mm
儀器成套性
1. 阿貝折射儀帶人造革箱或木箱 1個
2. 專用溫度計帶保護套 1個
3. 標准試樣 1個
4. 溴代茶 1個
5. 螺絲刀 1把
6. 使用說明書 1份
7. 出廠證明書 1份
(一)目的和內容：
1、理解和掌握光學材料的色散。
2、正確使用v棱鏡折射儀來測量光學玻璃對不同譜線的折射率。
3、作所測光學玻璃的色散曲線，並計算它的中部色散和色散系數。
(二)儀器：
l、V棱鏡折射儀(附待測樣品)。
2、單色光源；汞燈、鈉燈、氫燈。
3、溴代奈浸液。
4、無水乙醇及清洗用具。
(三)V棱鏡折射儀的構造簡圖：
l、轉向棱鏡；
2、聚光鏡；
3、狹縫；
4，平行光管；
5、V棱鏡；
6、剎車手輪；
7、微動手輪；
8、測微手輪；
9、讀數目鏡；
10、度盤；
11、望遠鏡目鏡；
12、讀數系統照明白熾燈；
13、零位螺釘；
(四)原理：
光學玻璃的折射率和色散是組成光學零件的重要特性參量，因此精確地測定這些特性參量是非常重要的。
我們知道光學介質的折射率N與光波在此介質內的傳播速度成反比，不同的介質它的折射率N不同，因此不同牌號的光學玻璃對同一波長的光的折射率是各不相同的。既使同一牌號的玻璃，由於溶煉工藝和物理化學過程不同，它們的折射率也有差異。
另—方面，同一光學介質對不同波長的折射率是光的波長的函數 N=f（λ） 介質的這種特性稱為色散。為了反映出某一光學介質的這種特性，必須測得它對各種波長的折射率，井描繪出此光學介質的色散曲線．通常測量下表中幾種波長的光線——譜線的折射率：
譜線顏色
波長（Å）
譜線符號
產生元素
對應折射率
紫
4047
h
汞(Hg)
Nh
蘭
4358
g
汞(Hg)
Ng
蘭
4861
F
氫(H)
⑻ 掠射法測液體的折射率，為什麼要用輔助三棱鏡
率n大於折射棱鏡的折射率N，能不能用掠
1. 如果待測液體的折射率n大於折射棱鏡的折射率N,能不能用掠入射法來測定n? 2. 為什麼應用反射法測量固體的折射率時,阿貝折射儀的刻度公式仍然使用?
⑼ 為什麼用掠入射法測量液體折射率時要使用一輔助棱鏡(毛玻璃)
在液體中放入復量角器,讓激光制光線,近似平行於水面,緊挨水面入射,把量角器中心放在入射點處,量出出射光線跟水面的夾角,然後用90度減一下,作為折射角,入射角認為是90度,然後利用snell公式：sin i= nsin t.則,n=1/sint ,t是出射角!
⑽ 用反射法測三棱鏡頂角時，為什麼要使三棱鏡頂角置於載物平台中心附近
偏離中復心或左或又都會導制致平行光不會照到三棱鏡的兩面上。偏離中心靠近太近，剛從狹縫里透出的光平行度不夠，沒達到平行就射入三棱鏡，再者觀察時望遠鏡轉動的角度太大，不易觀察。偏離中心離狹縫太遠則會導致平面鏡防止不穩，影響觀察。
狹縫不一定在平行光管透鏡的焦面上，射出的不一定是嚴格的平行光，而離得遠一些可以盡量接近平行光。光從棱鏡的一個側面射入，從另一個側面射出，出射光線將向底面（第三個側面）偏折，偏折角的大小與棱鏡的對光折射率、棱鏡的頂角和入射角有關。
(10)透射法中為什麼用照明棱鏡擴展閱讀：
對於平面電磁波，電場強度矢量——光矢量的振動方向與傳播方向垂直。
光矢量的振動方向總是與光的傳播方向垂直的，即光矢量的橫向振動狀態，相對於傳播方向不具有對稱性，這種光矢量的振動相對於傳播方向的不對稱性，稱為光的偏振性。
偏振方向，即此時的振動方向與傳播方向不一致時的方向。只有橫波才具有偏振現象，振動方向與傳播方向垂直，而縱波不存在偏振問題，振動方向與傳播方向一致。