檢視折光率的原始碼

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| style="background: #FF2400" align= center|  '''<big>折光率</big>'''
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中文名；折光率

外文名；refractive index

定义；在不同介质里的光速

测定法；光线入射角正弦与折角正弦比值

主要特征；有机化合物最重要的物理常数

基本原理；光不同介质中的传播速度不相同

操作方法；用阿贝(Abbe)折光仪
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'''折光率'''是指有机化合物最重要的物理常数之一，它能精确而方便地测定出来，作为液体物质纯度的[[标准]]，它比沸点更为可靠。折光率也用于确定液体混合物的组成。

光线自一种透明介质进入另一透明介质时，由于光线在两种介质中的传播速度不同,使光线在两种介质的平滑界面上发生[[折射]]。折光率（refractive index）是指光线在空气中进行的速度与在供试品中进行速度的比值。<ref>[https://wenku.baidu.com/view/c3520866302b3169a45177232f60ddccda38e6ec.html 常用折射率表],百度文库 , 2017年4月6日</ref>

==定义==

根据折射定律，折光率n是光线入射角i的正弦与折射角r的正弦的比值，即：

式中，n为折光率，sin i为光线的入射角的[[正弦]]，sin r为光线的折射角的正弦。

物质的折光率与温度和入射光波长有关。透光物质的温度升高，折光率变小；入射光的波长越短，折光率越大。折光率以n表示，D为钠光谱的D线， t 为测定时的温度。

折光率定义： n＝c/v。其中，v表示在不同介质里的光速。比如：光在[[玻璃]]里的速度是在真空中的0.5倍，那么玻璃相对真空的折光率为2。

物质的折光率因温度或光线波长的不同而改变。透光物质的温度升高，折光率变小；光线的波长越短，折光率越大。作为液体[[物质]]纯度的标准，折光率比沸点更为可靠。利用折光率，可以鉴定未知化合物，也用于确定液体混合物的组成。所以浓度也应该可以测出。事实上有大量经验数据，对照相应表格可以进行该项试验。

==测定法==

光线自一种透明介质进入另一透明介质的时候，由于两种介质的密度不同，光的传播速度发生变化，即发生折射[[现象]]，一般折光率指光线在空气中进行的速度与供试品中进行速度的比值。 根据折射定律，折光率是光线入射角的正弦与折角的正弦之比，即：n＝sin i/sin r。式中，n为折光率，sin i 为光线入射角的正弦，sin r 为折射角的正弦。

==主要特征==

折光率是有机化合物最重要的物理常数之一，它能精确而方便地测定出来，作为液体物质纯度的标准，它比沸点更为可靠。利用折光率，可鉴定未知[[化合物]]。如果一个化合物是纯的，那么就可以根据所测得的折光率排除考虑中的其它化合物，从而识别出这个未知物来。

折光率也用于确定液体混合物的组成。在蒸馏两种或两种以上的液体混合物且当各组分的沸点彼此接近时，那么就可利用折光率来确定馏分的组成。因为当组分的结构相似和极性，混合物的折光率和物质的量组成之间常呈线性关系。例如，由1mol四氯化碳和1mol甲苯组成的混合物，为1.4822，而纯甲苯和纯[[四氯化碳]]在同一温度下分别为1.4944和1.4651。所以，要分馏此混合物时，就可利用这一线性关系求得馏分的组成。

物质的折光率不但与它的结构和光线波长有关，而且也受温度、压力等因素的[[影响]]。所以折光率的表示须注明所用的光线和测定时的温度，常用n表示。D是以钠灯的D线（5893A0）作光源，t是与折光率相对应的温度。例如，表示20℃时，该介质对钠灯的D线的折光率。由于通常大气压的变化，对折光率的影响不显著，所以只在很精密的[[工作]]中，才考虑压力的影响。一般地说，当温度增高1℃时，液体有机化合物的折光率就减小3.5×10-4~5.5×10-4。某些液体，特别是测求折光率的温度与其沸点相近时，其温度系数可达7×10-4。在实际工作中，往往把某一温度下测定的折光率换算成另一温度下的折光率。为了便于计算，一般用4×10-4为温度变化常数。这个粗略计算所得的数值可能略有[[误差]]，但却有参考价值。

==如何测定==

基本原理

一般地说，光在两个不同介质中的传播速度是不相同的。所以，光线从一个介质进入另一个介质，当它的传播方向与两个介质的界面不垂直时，则在界面处的传播方向发生改变。这种现象称为光的折射[[现象]]。根据折射定律，波长一定的单色光线，在确定的外界条件（如温度、压力等）下，从一个介质A进入另一个介质B时，入射角i和折射角r的正弦之比和这两个[[介质]]的折光率N（介质A的）与n（介质B的）成反比，即：若介质A是真空，则定其N＝1，n 为介质的绝对折光率，所以一个介质的[[折光率]]就是光线从真空进入这个介质时的入射角和折射角的正弦之比。通常测定的折光率，都是以空气作为比较的标准。

阿贝折光仪及操作方法

当光由介质A进入介质B，如果介质A对于介质B是疏物质，即 n(A)＜n(B)＝1/sin r 也是一个常数，它与折光率的[[关系]]是 sinA/sinB＝n(B)/n(A)。很明显，在一定波长与一定条件下，可见通过测定临界角 ，就可以得到折光率，这就是通常所用阿贝（Abbe）折光仪的基本光学原理。

为了测定值，阿贝折光仪采用了“半明半暗”的方法，就是让单色光由 0°~90° 的所有角度从介质A射入介质B，这时介质B中临界角以内的整个区域均有光线通过，因而是明亮的；而临界角以外的全部区域没有光线通过，因而是暗的，明暗两区域的界线十分[[清楚]]。如果在介质B的上方用一目镜观测，就可看见一个界线十分清晰的半明半暗的象。

介质不同，临界角也就不同，目镜中明暗两区的界线位置也不一样。如果在目镜中刻上一“十”字交叉线，改变介质B与目镜的相对位置，使每次明暗两区的界线总是与“十”字交叉线的交点重合，通过测定其相对位置（角度）并经换算，便可得到折光率。而阿贝折光仪的[[标尺]]上所刻的读数即是换算后的折光率，故可直接读出。同时阿贝折光仪有消色散装置，故可直接使用日光，其测得的数字与钠光线所测得的一样。这些都是阿贝折光仪的优点所在。

阿贝折光仪的使用方法：先使折光仪与恒温槽相连接，恒温后，分开直角[[棱镜]]，用丝绢或擦镜纸沾少量乙醇或丙酮轻轻擦洗上下镜面。待乙醇或丙酮挥发后，加一滴蒸馏水于下面镜面上，关闭棱镜，调节反光镜使镜内视场明亮，转动棱镜直到镜内观察到有界线或出现彩色光带；若出现彩色光带，则调节色散，使明暗界线清晰，再转动直角棱镜使界线恰巧通过“十”字的交点。记录读数与温度，重复两次测得纯水的平均折光率与纯水的标准值（ =1.33299）比较，可求得折光仪的[[校正值]]，然后以同样方法测求待测液体样品的折光率。校正值一般很小，若数值太大时，整个仪器必须重新校正。

注意事项

使用折光仪应注意下列几点：

（1）阿贝的量程从1.3000至1.7000，精密度为±0.0001；测量时应注意保温套温度是否[[正确]]。如欲测准至±0.0001，则温度应控制在±0.1℃的范围内。

（2）仪器在使用或贮藏时，均不应曝于日光中，不用时应用黑布罩住。

（3）折光仪的棱镜必须注意保护，不能在镜面上造成刻痕。滴加液体时，滴管的末端切不可触及棱镜。

（4）在每次滴加样品前应洗净镜面；在使用完毕后，也应用丙酮或95%乙醇洗净镜面，待晾干后再闭上[[棱镜]]。

（5）对棱镜玻璃、保温套金属及其间的胶合剂有腐蚀或溶解作用的液体，均应避免使用。

最后还应当指出，阿贝折光仪不能在较高[[温度]]下使用；对于易挥发或易吸水样品测量有些困难；另外对样品的纯度要求也较高。

折光率的温度校正

一般地说，当温度增高1℃时，液体有机化合物的折光率就减小3.5×10-4~5.5×10-4。某些液体，特别是待求折光率的[[温度]]与其沸点相近时，其温度系数可达7×10-4。在实际工作中，往往把某一温度下测定的折光率换算成另一温度下的折光率。为了便于计算，一般把4.5×10-4作为温度变化[[常数]]。这个粗略计算所得的数值可能略有误差，但却有参考价值。换言之，折光率随温度的升高而降低，每变化1℃，折光率大约改变0.00045。我们能够通过下面的公式计算得到校正到20℃的折光率：

nD(t) = nD(20)－0.00045(t－20)。

其中，nD(t)为在温度为t℃时实验测得的折光率。这表明在实验[[温度]]高于20℃时，nD(20)比nD(t)大；而实验温度低于20℃时，nD(20)则比nD(t)小。

例：已知 nD(t)＝1.3667， t＝25.2℃，计算 nD(20)。

由公式 nD(t)＝nD(20)－0.00045(t－20)，得

nD(20)＝1.3667＋0.00045(25.2－20)

=1.3667＋0.00045 × 5.2

=1.36904。

影响折光率因素

光波长的影响

物质的折射率因光的波长而异，波长较长折射率较小，波长较短折射率较大。测定时光源通常为白光。当白光经过棱镜和样液发生折射时，因各色光的波长不同，[[折射]]程度也不同，折射后分解成为多种色光，这种现象称为色散。光的色散会使视野明暗分界线不清，产生测定误差。为了消除色散，在阿贝折光仪观测镜筒的下端安装了色散补偿器。

温度的影响

溶液的折射率随温度而改变，温度升高折射率减小；温度降低折射率增大。折光仪上的刻度是在标准[[温度]]20℃下刻制的，所以最好在20℃下测定折射率。否则，应对测定结果进行温度校正。超过20℃时，加上校正数；低于20℃时，减去校正数。

== 参考来源 ==
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<center>食品中折光率测定</center>
</center>
== 参考资料 ==

[[Category: 970 技藝總論 ]]