⑴ 棱镜摄谱仪为什么用三透镜照明系统
自带棱镜，一物多用嘛😊
⑵ 纯酒精的折射率大还是稀释的酒精的折射率大
用阿贝折射仪测量折射率
折射率是透明材料的重要光学常数.测量透明材料折射率的方法很多.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.全反射法属于比较测量,虽然测量准确度较低(大约ΔnD=3×10-4),被测
折射率的大小受到限制(nD大约为1.3—1.7),对于固体材料也需要制成试件,但是全反射
法具有操作方便迅速,环境条件要求低,不需要单色光源等优点.
阿贝折射仪就是利用全反射法制成的,专门用于测量透明或半透明液体的固体折射率及平
均色散nF—nC的仪器,它还能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,研究单位和学校的常用设备之一.
【实验目的】
1. 掌握用掠入射法测定物质的折射率;
2. 学会阿贝折射仪的调整和使用方法;
3. 通过对酒精折射率的测定,确定酒精的浓度;
4. 通过对不同温度下水折射率的测定,了解水的折射率随温度的变化关系.
【实验原理】
应用阿贝折射仪测量物质的折射率的方法是建立在全反射原理基础上的掠入射法.
如图1所示.光由折射率为n的介质射入折射率为N的介质时,
由折射定律知,入射角i与折射角r有以下关系:
r
rc
N
n
i
图1
nsini=Nsinr (1)
如果n亦即r折射角亦具有对应的某个数值.当入射角达最大值i=90°时,
折射角达最大值r=rc.此时的入光线称掠射光线,对应的折射角
rc称为折射临界角或又称全反射角,以此代入(1)式得
(2)
=
=°
c
c
rNn
rNn
sin
sin90sin
已知N值,则测出折射临界角rc,即可算出待测介质的折射率n.
实验中常用直角三棱镜(已知N的介质)进行测量.如图(2)掠射光线由待测折射率
为n的介质入射到折射率为N的直角三棱镜ABC中,产生折射临界角rc,然后以出射角i0射
入折射率为1的空气中.所有入射角小于90°光线入射到三棱镜ABC中时,其折射角都小
于rc,而从三棱镜AB边射出时,其出射角都大于i0.故在棱镜上侧光线出射处放一望远镜,
则具有不同出射角的平行光线都会聚在望远镜焦面的不同位置上.当望远镜筒轴线与出射
角为i0的光线平行时,从目镜中可以看到半边是明区和半边是暗区,并在明暗区间有一条
分界线的现象,即"半影视场".此时望远镜与AB表面的垂线间的夹角即为出射角i0,因为
i0与临界角rc间有一定关系,将此关系代入(2)式并加以整理(见附1)得:
1
00
22sincossinsiniAiNAn = (3)
rc
N
n
i0
A
3′
123
2′1′
C
图2
若已知棱镜顶角A及折射率N,测得出射角i0,即可算出待测物
质的折射率n.
在阿贝折射仪中,实际上是用转动棱镜的方法去改变i0,以
适应不同折射率n值的测量.而读数望远镜中的标尺(分度盘),
则已按(3)式将出射角i0换算成折射率值标出,故现场中的读
数即为被测物质的折射率.
【实验内容】
1. 认真阅读仪器说明书,了解阿贝折射仪的结构和使用方法.
2. 测定酒精的浓度与其折射率的关系曲线.
在一定温度下,对一定浓度的某种溶液来说,其折射率是一定的.不同浓度的溶液将
具有不同的折射率,即浓度与折射率具有一定关系.本实验将测量酒精的浓度与其折射率
关系曲线.
见产品说明书(图六).打开小反光镜(4),调节反射镜(18),使两个望远镜视场明
亮 ,调节望远镜系统中的目镜(6),看清分划板上的刻度线(X型准线),调节读数望远
镜中的目镜(6),并转动棱镜手轮(2),看清刻度值,再把棱镜组(13)打开,用酒精将
棱镜表面擦洗干净,将某一已知浓度(本实验五种酒精浓度是已知的)的酒精用滴管注入
照明棱镜的磨砂面上,使之均匀铺满一层.合上棱镜,转动棱镜手轮(2)使照明望远镜中
见到"半影视场",转动消色散棱镜手轮(10)直至能看到很清晰的暗区边缘为止,再调节
手轮(2)使暗区边缘恰好与十字线叉丝重合,由刻度盘上记下此时的折射率.
然后重新清洗棱镜表面换上其他已知浓度的酒精,同样测出其折射率.并以此为横坐
标,以浓度为纵坐标,作浓度与折射率的关系曲线.
3. 根据曲线测定酒精的浓度
用(2)所述的方法测定二种未知浓度酒精的折射率,从上面所作的曲线上找出其纵坐标所
对应的酒精浓度值.
4. 测定蒸馏水的折射率与温度的关系曲线
对一定的液体,如纬度发生变化,其折射率也将随着改变,即折射率与温度也存在一定的
关系曲线.
用(2)中所述方法,将酒精改用蒸馏水,然后将超级恒温控制器(使用方法见说明书)
与折射仪的恒温器接头连接,调节超级恒温控制器,改变蒸馏水温度,每升高5—10℃测
定折射率一次,作蒸馏水的折射率与温度的关系曲线.
*5. 测定玻璃的折射率:分别用透射(掠如法)法和反射法测出所给玻璃的折射率.
【注意事项】
1. 阿贝棱镜质地较软,再利用滴管加液时,不能让滴管碰到棱镜面上,以免划伤;并
2
合棱镜时,应防止待测液层中存在有气泡.
2. 每次测量后,棱镜表面必须用蒸馏水冲洗干净,用棉花擦镜纸轻轻把水分吸干,擦
净.
3. 实验前,应首先用蒸馏水或已知标准折射率的油来校正阿贝折射仪的读数.
4. 测固体折射率时,接触液—α溴代荼的用量要适当,不能涂得太多,过多待测玻璃
或固体容易滑下,损坏.
5. 实验完毕,必须将仪器擦洗干净,整理放妥.
【预习思考题】
1. 透射法(掠入射法)测定液体折射率的理论依据是什么 半影视场是怎么形成
2. 透射法中为什么要用照明棱镜 入射光的强弱对测量有什么影响 为什么
【讨论思考题】
1. 如果待测液体的折射率n大于折射棱镜的折射率N,能不能用掠入射法来测定n
2. 为什么应用反射法测量固体的折射率时,阿贝折射仪的刻度公式仍然使用 一般反
射法使用在什么场合下
3. 在测量蒸馏水的折射率与温度实验曲线时,若水分蒸发完了,则会出现什么现象
为什么
【附录Ⅰ】
公式00
22sincossinsiniAiNAn = 推导:
N
n
i
A
i′
C
Bγ′
αγ
图3
图3中°=∠+∠+∠180BAα
而°=′∠+∠+∠+∠180γγαB
γγ′∠+∠=∠∴A
对掠射光i=90°,γ= γc,i′=i0
根据折射定律的(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
【附录Ⅱ】用阿贝折射仪测固体折射率
测量固体样品时,若样品透明,则将样品的一个抛光面与折射棱镜(3)并合,其间加
一层折射率介于样品与阿贝棱镜之间的接触液(一般为α—溴代荼nD=1.6626).而样品的
另一边不需抛光,就可以进行测读见图4(a),当样品不透明或仅有一个抛光面时,则应
用反射法测量,如图4(b)所示:样品与折射棱镜(3)之间,同样需要加入接触液层.
1
2
3
1
2
3
N
n
明
暗
接触液
(a)掠入法
12
3N
明
暗
3′
2′
1′
(b)反射法
图4
【附录Ⅲ】阿米西棱镜的消色散作用
阿米西棱镜(又称阿米西补偿器),由两组完全相同的棱镜组成.每组由三块分光棱镜
合成.这二个复合棱镜组可以用一个旋钮调节,使之绕测量望远镜光轴各自沿相反的方向
同时转动;在平行于阿贝棱镜主截面的平面内,产生或正或负,或大或小的色散,以此可
以抵消阿贝棱镜及样品所产生的色散.从补偿器的旋钮刻度中,参照仪器附表,还可以推
知待测样品的平均色散率(nF—nC)的值.
4
⑶ 棱镜的作用
棱镜度指光线通过镜片上某一特定点后产生的偏离。棱镜度的表示单位为厘米每米（cm/m），单位名称为“棱镜屈光度”，符号为“△”。
棱镜是透明材料（如玻璃、水晶等）做成的多面体。在光学仪器中应用很广。棱镜按其性质和用途可分为若干种。
例如，在光谱仪器中把复合光分解为光谱的“色散棱镜”，较常用的是等边三棱镜；在潜望镜、双目望远镜等仪器中改变光的进行方向，从而调整其成像位置的称“全反射棱镜”，一般都采用直角棱镜。
(3)透射法中为什么用照明棱镜扩展阅读：
1、棱镜常数测量方法
全站仪的测距棱镜常数的确定其方法有“六段法”和“三站法”两种，现简要介绍“三站法”：
（1）在较为平坦的地面选择同一直线上三点A、B、C，B点大致为AC的中点。
（2）在A点设站测量AC间的水平距离两组，每一组读数五次，两组平均数为Dac。
（3）在C点设站测量CA间的水平距离两组，每一组读数五次，两组平均数为Dca。
（4）在B点设站测量BC、BA间的水平距离各两组，每一组读数五次，其平均数分别为Dbc和Dba。
（5）棱镜常数△=（Dba+Dbc－（Dac+Dca）/ 2）/2。
（6）棱镜加常数为C=－△。
（7）假如在徕卡全站仪里面设置，徕卡本来原配棱镜常数为34.4mm，那么，此棱镜常数就设置为C。但是此棱镜自身的棱镜常数则为：（C-34.4）mm。
《棱镜常数》光在反射棱镜中传播所用的超量时间会使所测距离增大某一数值，也就是说光在玻璃中的传播速度要比空气中慢，通常我们称这增大的数值为棱镜常数。
通常棱镜常数已在生产厂家所附的说明书上或棱镜上标出，供测距时使用。当使用于全站仪不配套的反射棱镜时，务必首先确定其棱镜常数。
2、注意事项
（1）我们常用的对中杆的棱镜可以从正面和反面安装。安装位置不同，即使使用同一对中杆的棱镜常数也不相同。
（2）全站仪用于外业作业前，应首先确定其棱镜常数。
⑷ 透射电镜用电子束作照明源的原因
透射电镜用电子书做照明河源的原因。透射电镜用电子束做照，明月射程远光亮足。
⑸ 用反射法测三棱镜顶角时，为什么要使三棱镜顶角至于载物平台中心附近
偏离中心或左或又都会导致平行光不会照到三棱镜的两面上。偏离中心靠近太近，专刚从狭缝里透出的属光平行度不够，没达到平行就射入三棱镜，再者观察时望远镜转动的角度太大，不易观察。偏离中心离狭缝太远则会导致平面镜防止不稳，影响观察。
⑹ 棱镜光谱仪的原理，结构和应用情况是怎样的
光谱仪又称分光仪。以光电倍增管等光探测器在不同波长位置，测量谱线强度的装置。其构造由一个入射狭缝，一个色散系统，一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。分为单色仪和多色仪两种。
将复色光分离成光谱的光学仪器。光谱仪有多种类型，除在可见光波段使用的光谱仪外，还有红外光谱仪和紫外光谱仪。按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等。按探测方法分，有直接用眼观察的分光镜，用感光片记录的摄谱仪，以及用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等。单色仪是通过狭缝只输出单色谱线的光谱仪器，常与其他分析仪器配合使用。
图中所示是三棱镜摄谱仪的基本结构。狭缝S与棱镜的主截面垂直，放置在透镜L的物方焦面内，感光片放置在透镜L的像方焦面内。用光源照明狭缝S，
S的像成在感光片上成为光谱线，由于棱镜的色散作用，不同波长的谱线彼此分开，就得入射光的光谱。棱镜摄谱仪能观察的光谱范围决定于棱镜等光学元件对光谱的吸收。普通光学玻璃只适用于可见光波段，用石英可扩展到紫外区，在红外区一般使用氯化钠、溴化钾和氟化钙等晶体。目前普遍使用的反射式光栅光谱仪的光谱范围取决于光栅条纹的设计，可以具有较宽的光谱范围。
表征光谱仪基本特性的参量有光谱范围、色散率、带宽和分辨本领等。基于干涉原理设计的光谱仪（如法布里-珀罗干涉仪、傅立叶变换光谱仪）具有很高的色散率和分辨本领，常用于光谱精细结构的分析。
⑺ 关于阿贝折射仪
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（其中以测透明液体为主）。如仪器上接有恒温器，则可测定温度0~70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。本仪器并能测出蔗糖溶液内含糖量浓度百分数。故此种仪器使用范围甚广，是石油工业、油脂工业、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关工厂学校及研究单位不可缺少的常用设备之一。
仪器规格
折射率（nD）测量范围： 1.300 ~ 1.700
折射率（nD）测量精度（室温）： ±0.0003
折射率（nD）最小分度值： 0.0005
蔗糖量浓度（%）最小分度值： 0.25
蔗糖量浓度测量范围（%）： 0~95
仪器重量： 4kg
仪器体积： 140×100×135mm
仪器成套性
1. 阿贝折射仪带人造革箱或木箱 1个
2. 专用温度计带保护套 1个
3. 标准试样 1个
4. 溴代茶 1个
5. 螺丝刀 1把
6. 使用说明书 1份
7. 出厂证明书 1份
(一)目的和内容：
1、理解和掌握光学材料的色散。
2、正确使用v棱镜折射仪来测量光学玻璃对不同谱线的折射率。
3、作所测光学玻璃的色散曲线，并计算它的中部色散和色散系数。
(二)仪器：
l、V棱镜折射仪(附待测样品)。
2、单色光源；汞灯、钠灯、氢灯。
3、溴代奈浸液。
4、无水乙醇及清洗用具。
(三)V棱镜折射仪的构造简图：
l、转向棱镜；
2、聚光镜；
3、狭缝；
4，平行光管；
5、V棱镜；
6、刹车手轮；
7、微动手轮；
8、测微手轮；
9、读数目镜；
10、度盘；
11、望远镜目镜；
12、读数系统照明白炽灯；
13、零位螺钉；
(四)原理：
光学玻璃的折射率和色散是组成光学零件的重要特性参量，因此精确地测定这些特性参量是非常重要的。
我们知道光学介质的折射率N与光波在此介质内的传播速度成反比，不同的介质它的折射率N不同，因此不同牌号的光学玻璃对同一波长的光的折射率是各不相同的。既使同一牌号的玻璃，由于溶炼工艺和物理化学过程不同，它们的折射率也有差异。
另—方面，同一光学介质对不同波长的折射率是光的波长的函数 N=f（λ） 介质的这种特性称为色散。为了反映出某一光学介质的这种特性，必须测得它对各种波长的折射率，井描绘出此光学介质的色散曲线．通常测量下表中几种波长的光线——谱线的折射率：
谱线颜色
波长（Å）
谱线符号
产生元素
对应折射率
紫
4047
h
汞(Hg)
Nh
兰
4358
g
汞(Hg)
Ng
兰
4861
F
氢(H)
⑻ 掠射法测液体的折射率，为什么要用辅助三棱镜
率n大于折射棱镜的折射率N，能不能用掠
1. 如果待测液体的折射率n大于折射棱镜的折射率N,能不能用掠入射法来测定n? 2. 为什么应用反射法测量固体的折射率时,阿贝折射仪的刻度公式仍然使用?
⑼ 为什么用掠入射法测量液体折射率时要使用一辅助棱镜(毛玻璃)
在液体中放入复量角器,让激光制光线,近似平行于水面,紧挨水面入射,把量角器中心放在入射点处,量出出射光线跟水面的夹角,然后用90度减一下,作为折射角,入射角认为是90度,然后利用snell公式：sin i= nsin t.则,n=1/sint ,t是出射角!
⑽ 用反射法测三棱镜顶角时，为什么要使三棱镜顶角置于载物平台中心附近
偏离中复心或左或又都会导制致平行光不会照到三棱镜的两面上。偏离中心靠近太近，刚从狭缝里透出的光平行度不够，没达到平行就射入三棱镜，再者观察时望远镜转动的角度太大，不易观察。偏离中心离狭缝太远则会导致平面镜防止不稳，影响观察。
狭缝不一定在平行光管透镜的焦面上，射出的不一定是严格的平行光，而离得远一些可以尽量接近平行光。光从棱镜的一个侧面射入，从另一个侧面射出，出射光线将向底面（第三个侧面）偏折，偏折角的大小与棱镜的对光折射率、棱镜的顶角和入射角有关。
(10)透射法中为什么用照明棱镜扩展阅读：
对于平面电磁波，电场强度矢量——光矢量的振动方向与传播方向垂直。
光矢量的振动方向总是与光的传播方向垂直的，即光矢量的横向振动状态，相对于传播方向不具有对称性，这种光矢量的振动相对于传播方向的不对称性，称为光的偏振性。
偏振方向，即此时的振动方向与传播方向不一致时的方向。只有横波才具有偏振现象，振动方向与传播方向垂直，而纵波不存在偏振问题，振动方向与传播方向一致。