光與物質(zhì)相互作用可以產(chǎn)生各種光學(xué)現(xiàn)象(如光的折射、反射、散射、透射、吸收、旋 光以及物質(zhì)受激輻射等),通過(guò)分析研究這些光學(xué)現(xiàn)象,可以提供原子、分子及晶體結(jié)構(gòu)等方面的大量信息。其中,折射率是物質(zhì)的重要物理常數(shù)之一,許多純物質(zhì)都具有一定的折射率,如果其中含有雜質(zhì)則折射率將發(fā)生變化,出現(xiàn)偏差,雜質(zhì)越多,偏差越大。因此通過(guò)折射率的測(cè)定,可以測(cè)定物質(zhì)的濃度。
阿貝折射儀是一種常用的光學(xué)檢測(cè)儀器,主要用于測(cè)量蔗糖溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù),被廣泛用于石油工業(yè)、油脂工業(yè)、制藥工業(yè)、制漆工業(yè)、日用化學(xué)工業(yè)、制糖工業(yè)等領(lǐng)域中。
阿貝折射儀的基本原理即為折射定律:n1,n1n2為交界面的兩側(cè)的兩種介質(zhì)的折射率,若光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì),入射角小于折射角,改變?nèi)肷浣强梢允拐凵溥_(dá)到90°,此時(shí)的入射角稱(chēng)為臨界角,本儀器測(cè)定折射率是基于測(cè)定臨界角的原理。
當(dāng)不同角度光線射入AB面時(shí),其折射都大于ⅰ,如果用一望遠(yuǎn)鏡對(duì)出射光線視察,可以看到望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)被分為明暗兩部分,二者之間有明顯分界線。明暗分界處即為臨界角的位置。
阿貝折射儀的使用要點(diǎn):
(1)安裝:將阿貝折射儀安放在光亮處,但應(yīng)避免陽(yáng)光的直接照射,以免液體試樣受熱迅速蒸發(fā)。用超級(jí)恒溫槽將恒溫水通入棱鏡夾套內(nèi),檢查棱鏡上溫度計(jì)的讀數(shù)是否符合要求(一般選用(20.0±0.1)℃或(25.0±0.1)℃)
(2)加樣:旋開(kāi)測(cè)量棱鏡和輔助棱鏡的閉合旋鈕,使輔助棱鏡的磨砂?泵媧τ謁轎恢茫衾餼當(dāng)?shù)a娌磺褰?,可滴加少量丙酮,用草v抵剿車(chē)ヒ環(huán)較蚯岵輛得?(不可來(lái)回擦)。待鏡面洗凈干燥后,用滴管滴加數(shù)滴試樣于輔助棱鏡的毛鏡面上,迅速合上輔助棱鏡,旋緊閉合旋鈕。若液體易揮發(fā),動(dòng)作要迅速,或先將兩棱鏡閉合,然后用滴管從加液孔中注入試樣(注意切勿將滴管折斷在孔內(nèi))。
(3)調(diào)光:轉(zhuǎn)動(dòng)鏡筒使之垂直,調(diào)節(jié)反射鏡使入射光進(jìn)入棱鏡,同時(shí)調(diào)節(jié)目鏡的焦距,使目鏡中十字線清晰明亮。調(diào)節(jié)消色散補(bǔ)償器使目鏡中彩色光帶消失。再調(diào)節(jié)讀數(shù)螺旋,使明暗的界面恰好同十字線交叉處重合。
(4)讀數(shù):從讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡中讀出刻度盤(pán)上的折射率數(shù)值。常用的阿貝折射儀可讀至小數(shù)點(diǎn)后的第四位,為了使讀數(shù)準(zhǔn)確,一般應(yīng)將試樣重復(fù)測(cè)量三次,每次相差不能超過(guò)0.0002,然后取平均值。