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阿贝折光仪工作原理分析
2013/6/27 10:06:19
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阿贝折光仪就是根据这个原理设计的。如图5-4是仪器构造的示意图。它的主要部分为两块直角棱镜PI，PII，棱镜PI的粗糙表面 与PII的光学平面镜AD之间约有0.1到0.15mm的空隙，用于装待测液体并使在PI、PII间铺成一簿层。光线从反射镜射入棱镜PI后，由于 面是粗糙的毛玻璃而发生漫射，从各种角度透过缝隙的被测液体;进入棱镜PII中，由前所知，从各个方向进入棱镜PII的光线均产生折射，而其折射角都落在临界角rc之内(因为棱镜的折射率大于液体的折射率，因此人射角从 到 的全部光线都能通过棱镜而发生折射)。具有临界角rc的光线穿出棱镜PII后射于目镜上，此时若将目镜的十字线调节到适当位置，则会见到目镜上半明半暗。
从几何光学原理可以证明，缝隙中液体的折射率n液与rc间的关系为：
n液=sinB
B对一定的棱镜为一常数，n棱镜在定温下也是个定值。所以液体的折射率n液是角rc的函数。由rc可计算液体折射率。折光仪上已经把读数rc换算成n液的值，可直接读出n液的值。
在指定条件下，液体的折射率因所用单色光的波长不同而不同。若用普通白光作为光源，则由于发生色散而在明暗分界线处呈现彩色光带，使明暗交界不清楚。为了能用白光作光源，故在仪器中还装有两个各由三块棱镜组成的“阿密西”棱镜作为补偿棱镜(上面的一块“阿密西”棱镜可以转动)，调节其相对位置，在适当取向时，可以使从下面的折射棱镜出来的色散光线重新成为白光，消除色带，使明暗界线清楚。此时，用白光测得的折射率即相当于用钠光D线(波长5890人)所测得的折射率nD。
折射率是物质的特性常数之一，它的数值与温度、压力和光源的波长等有关。符号 是指在 时用钠光D线作光源时的物质的折射率。温度对折射率有影响。多数液态有机物质当温度每增加 时，折射率降低 到 ，而固体的折射率和温度的关系没有规律，一般不超过 。通常大气压的变化对折射率的数值影响不明显，所以只有在很精密的工作中才考虑压力的影响。