实验十二 液态有机化合物折光率的测定

一、实验目的

学习有机化合物折光率的测定；

学习Abbe折光仪的使用方法。

二、实验原理

sin?

根据折射定律：n=sin?

化合物折射率随入射光线波长不同而变，也随温度不同而变，温度每上升10，折光率下降（3.5-5.5）×10-4，常用nDt来表示。液体物质具有特定的

折光率。

三、实验仪器与药品

Abbe折光仪、超级恒温水浴锅、丙酮、乙醇、擦镜纸

四、实验步骤

1、1、介绍Abbe折光仪的构造（1.3000-1.7000）

2、2、介绍超级恒温水浴锅的构造

3、3、Abbe折光仪的使用与维护

A、校正: Abbe折光仪校正后才能用来测定

校正的方法：将Abbe折光仪置于清洁干净的台面上，在棱镜外套上装好温度计，连接好超级恒温水浴锅，通入恒温水，一般为200C或250C，当恒温后，松开锁钮，开启下面棱镜，使其镜面处于水平位置，滴入1-2滴丙酮于镜面上，合上棱镜，促使难挥发的污物溢走，再打开棱镜，用丝巾或擦镜纸轻轻拭擦镜面，但不能用滤纸，特别是严禁油手或汗手触及光学零件。

用标准折光玻璃块校正:

打开棱镜，用少许1-溴代萘（n=1.66）置光滑棱镜上，玻璃块就粘附于镜面上，使+玻璃块直接对准反射镜，转动左面刻度盘，使读数镜内标尺读数为标准玻璃块读数，调节反射镜，使入射光进入棱镜组，从测量望远镜中观察，使视场最清晰，转动消色散镜调节器，消除色散。再用一特制小螺丝刀旋转右面镜筒下方的方型螺旋，使明暗界线和“十”字交叉重合，校正工作结束。

B、测定

准备工作做好后，打开棱镜，用滴管把待测液体2-3滴均匀滴在磨砂棱镜上，要求液体充满整个视场。关紧棱镜，转动反射镜，使视场最亮。轻轻转动左面刻度盘，并在右镜筒内找到明暗分界或彩色光带，再转动消色调节器，至看到一个明晰分界线，转动左面刻度盘，是分界线对准“十”字交叉点上，并读折光率。重复2-3次。

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                   西安理工大学实验报告

实验目的：

1．了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法；

2．掌握测定棱镜角的方法；

3．用最小偏向角法测定棱镜玻璃的折射率。

实验仪器：

分光计（JJY型1’），双面镜，钠灯，三棱镜。

实验原理：

  三棱镜如图1 所示，AB和AC是透光的光学表面，又称折射面，其夹角称为三棱镜的顶角；BC为毛玻璃面，称为三棱镜的底面。

 

图1三棱镜示意图

  1．反射法测三棱镜顶角

    如图2 所示，一束平行光入射于三棱镜，经过AB面和AC面反射的光线分别沿和方位射出，和方向的夹角记为，由几何学关系可知：

     ………(1)

图2反射法测顶角

2．最小偏向角法测三棱镜玻璃的折射率

假设有一束单色平行光LD入射到棱镜上，经过两次折射后沿ER方向射出，则入射光线LD与出射光线ER间的夹角称为偏向角，如图3所示。

        图3最小偏向角的测定

转动三棱镜，改变入射光对光学面AC的入射角，出射光线的方向ER也随之改变，即偏向角发生变化。沿偏向角减小的方向继续缓慢转动三棱镜，使偏向角逐渐减小；当转到某个位置时，若再继续沿此方向转动，偏向角又将逐渐增大，此位置时偏向角达到最小值，测出最小偏向角。可以证明棱镜材料的折射率与顶角及最小偏向角的关系式为

…………(2)

实验中，利用分光镜测出三棱镜的顶角及最小偏向角，即可由上式算出棱镜材料的折射率。

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实验八 摩尔折射度的测定

一、实验目的

1.   测定氯仿在环己烷中的介电常数和偶极矩,了解偶极矩与分子电性质的关系。

2.   测定某些化合物的折光率和密度,求算化合物,基团和原子的摩尔折射度,判断化合物的分子结构。

3.   了解克劳修斯-德拜方程的意义及公式的适用范围。

二、实验原理

   摩尔折射度是由于在光的照射下分子中电子云(主演是价电子云)相对于分子骨架的相对于分子骨架的相对移动结果,可作为分子中电子极化率的量度.R有体积的因次.若以钠光D线为光源,所得的折射率以m表示,相应的摩尔折射度以实验结果表明R有加和性,即R等于分子中的各原子折射度及形成化学键时折射度的增量之和.利用R的加和性可根据物质的化学式算出其各种同分异构体的折射度与实验结果相比较,从而探讨原子间的键型与分子结构.

    对于共价化合物,偶尔折射度的加和性还可表现为:分子的摩尔折射度等于分子中各个化学键摩尔折射度之和.例如乙酸甲酯和乙酸乙酯的摩尔折射度之差为CH2基团的折射度即为两个Cl原子的折射度.分子中若有共轭键存在,电子活动性提高,会产生超加折射度.若某化合物的摩尔折射度的实验值远超过于原子加和所得的理论值.则可以判断分子中有共轭体系,复健或成环的可能性.

三、主要试剂和仪器

1.   阿贝折光仪,密度管

2.  氯仿,乙酸乙酯,二氯,丙酮,苯,乙醇,乙酸丁酯,乙酸异戊酯

四、实验步骤

1. 折光率的测定

使用阿贝折光仪测定上述物质的折光率.

2.  密度的测定

用密度管测定上述物质的密度.

用循环水溶液控制折光仪和密度管在相同温度条件下进行试验测定.控温精度要求:±0.1k。

五、实验数据及其处理

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液体折射率测定的设计与实现报告

班级：               学号：姓名：                       实验时间：

一、摘要：掠入射法只需常用仪器分光计及附件三棱镜,可用来在线检测,仪器普通、测量简捷、准确度高，在工业生产中有实用意义。本实验用掠入射法测液体的折射率，先测出三棱镜的顶角和i'测出三棱镜的折射率，进一步求出液体的折射率。

关键词：三棱镜、明暗分界线、顶角

二、引言

    在分光计上已经测定了三棱镜的折射率，测量液体折射率的方法有很多种，比如牛顿环法，等倾干涉条纹法，分光计掠入射法，分光计全反射法，阿贝折射仪测量法等。本次的试验用的方法是分光计掠入射法。本实验的主要仪器是分光计，使用分光计也是本实验中的重点，本实验的最终目的是让我们通过已有的基础，自行设计方案测出任意液体的折射率.

三、实验任务：1.调节分光计；

2.用掠入射法测出透明固液体的折射率。

四、实验仪器:JJY型分光计、三棱镜、待测液体（水）、毛玻璃、钠光灯。

五、实验原理：掠入射法测量液体折射率原理如图1,三棱镜ABC为等边棱镜,BC为磨砂面,虚线为被测液体,当光线BO以90°入射时,棱镜内的折射光线为OO′,在AC面再折射,出射线为O′P,其折射角为,其他入射角小于90°的光线的折射角都大于,所以在O′P光线

的右边为暗区,被测液体的折射率n’。有如下关系:

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 透明薄片折射率的测定

迈克尔逊干涉仪是用分振幅的方法实现干涉的光学仪器，设计十分巧妙。迈克尔逊发明它后，最初用于著名的以太漂移实验。后来，他又首次用之于系统研究光谱的精细结构以及将镉(Cd)的谱线的波长与国际米原器进行比较。迈克尔逊干涉仪在基本结构和设计思想上给科学工作以重要启迪，为后人研制各种干涉仪打下了基础。迈克尔逊干涉仪在物理学中有十分广泛的应用，如用于研究光源的时间相干性，测量气体、固体的折射率和进行微小长度测量等。

【实验目的】

1. 掌握迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法；

2. 熟悉白光的干涉现象

4. 学习一种测量透明薄片折射率的方法。

【实验仪器】

迈克尔逊干涉仪，He-Ne激光器，扩束镜，小孔光阑，透明薄片，白光光源

【实验原理】

一、透明薄片折射率的测量原理

干涉条纹的明暗决定于光程差与波长的关系，用白光光源只有在d=0的附近才能在M₁ 和 M₂′交线处看到干涉条纹，这时对各种光的波长来说，其光程差均为（反射时附加），故产生直线黑纹，即所谓中央黑纹，两旁有对称分布的彩色条纹。d稍大时，因对各种不同波长的光满足明暗条纹的条件不同，所产生的干涉条纹明暗互相重叠，结果就显不出条纹来。因而白光光源的彩色干涉条纹只发生在零光程差附近一个极小的范围内，利用这一点可以定出d=0的位置。利用白光的彩色干涉条纹可以测量透明薄片的折射率，实验装置如图1：

                                                  

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【实验名称】         空气折射率的测定                              

【实验目的】

1、了解空气折射率与压强的关系；

2、进一步熟悉迈克尔逊干涉仪的使用规范；

【实验仪器】  

迈克尔逊干涉仪（动镜：100mm；定镜：加长）；压力测定仪；空气室（L=95mm）；气囊（1个）；橡胶管（导气管2根）

【实验原理】

1、等倾（薄膜）干涉

根据实验7“迈克尔逊干涉仪调节和使用”可知，(如图1所示)两束光到达O点形成的光程差δ为：

δ=2L₂-2L₁=2（L₂-L₁）

若在L2臂上加一个为L的气室，如图2所示，则光程差为：

δ=2（L₂-L）+2nL-2L₁

δ=2（L₂-L₁）+2(n-1)L           （2）

保持空间距离L₂、L₁、L不变，折射率n变化时，则δ 随之变化，即条纹级别也随之变化。（根据光的干涉明暗条纹形成条件，当光程差δ=kλ时为明纹。）以明纹为例有

δ₁=2（L₂-L₁）+2(n₁-1)L=k₁λ

δ₂=2（L₂-L₁）+2(n₂-1)L=k₂λ

令：Δn=n₂-n₁，m=（k₂-k₁），将上两式相减得折射率变化与条纹数目变化关系式。

2ΔnL=mλ （3）

2、折射率与压强的关系

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测液体折射率实验报告

系 级 姓名： 学号:

实验题目: 表面等离激元共振法测液体折射率实验

预习报告与原始数据见纸质报告。

实验步骤：

1.调整分光计，实验部件安装和线路连接已经完成；

2.传感器中心调整

粗调：将微调座放到载物台上，固定好调节架后，在调节架中心放上准星，调节载物台锁紧螺钉使激光光斑至粗调对准处，不断调节平行光管光轴水平调节螺钉与微调座的两颗微调螺钉，使当游标盘转动一圈时，激光光斑一直照在该处；

细调：调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在细调对准处，不断调节平行光管与微调座使当转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在该处；

中心调节：继续调节平行光管光轴高低调节螺钉，使激光光斑射在准星顶尖处，再次调节使转动游标盘一圈时，激光光斑一直射在顶尖处。

3.测量前准备调节

中心调节完毕后，移去准星，放入敏感元件，将游标盘和刻度盘调节到合适位置；调整敏感元件使光垂直入射至半圆柱棱镜中的镀金属膜上，拧紧游标盘止动螺钉；转动刻度盘使刻度盘0o对准游标盘0o；拧紧转座与刻度盘止动螺钉，松开游标盘止动螺钉，从此刻开始刻度盘始终保持不动，将游标盘转回至刻度盘所示65o位置处锁定，测量前准备调节完毕。

测液体折射率实验报告

系 级 姓名： 学号: 4.测量读数

保持刻度盘和游标盘不动，转动望远镜支臂，观察功率计读数，记录其中的最大读数；保持刻度盘不动，移动游标盘从66o到88o，入射角没增加1o，记录功率计最大读数。 5.数据表格与数据处理

(1)数据表格自拟；

(2)画出相对光强与入射角的关系曲线图； (3)比较不同溶液的共振角有何差异。 实验样本：

本实验采用样本为：纯净水;无水乙醇；水：乙醇=1：1的乙醇溶液。 实验数据： 1.纯净水 角度(°) 角度(°) 相对光强 角度(°) 相对光强 角度(°) 66 71.5 243 79 700 87 67 72 273 80 705 88 68 73 376 81 713 69 74 480 82 733 69.5 75 554 83 741 70 76 581 84 741 70.5 77 641 85 758 71

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