氯化钠溶液不同浓度都折射率的影响

光学设计性实验氯化钠浓度对折射率的影响摘要利用阿贝斯折射计证明不同浓度的透明液体折射率.在饱和度范围内,取不同浓度氯化钠溶液,利用阿贝斯折射计测出折射率。将待测液体滴在指定地点可以直接读出折射率,在进行不同浓度液体的折射率与浓度大小的关系.最后证明出折射率与浓度大小成正比例关系.关键字:阿贝斯折射；折射率；浓度：AbstractUseofAbbesrefractometerthatdifferentconcentrationsofrefractiveindexoftransparentliquid.Insaturationrange,fordifferentconcentrationsofsodiumchloridesolution,theAbbesrefractometermeasuringrefractiveindex.Willthetestliquiddropletsinthedesignatedlocationscanbedirectlyreadouttheindexofrefraction,indifferentconcentrationofliquidrefractiveindexandconcentrationandsizerelations.Finallyprovetherefractiveindexandconcentrationsizeproportionalrelationship.Keywords:Abbesrefraction;refractiveindex;concentration引言折射率是透明材料的重要光学常数,测量折射率的方法很多，其中，利用阿贝折射仪是相当简单的一种。阿贝折射仪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[1]。它是石油化工、光学仪器、食品工业等有关工厂、研究单位和学校常用设备之一。【实验仪器】阿贝折射仪；蒸馏水；食盐；天平；烧杯；胶头滴管【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.通过对食盐溶液折射率的测定，确定食盐溶液的浓度；【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。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：如果n＜N，即光由光疏介质射入光密介质时，折射光靠近法线，亦即r＜i。入射角可取由0°到90°的任何一数值，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，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n2。实验中常用直角三棱镜（已知N的介质）进行测量。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i03。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，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.测定氯化钠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。打开小反光镜，调节反射镜，使两个望远镜视场明亮，调节望远镜系统中的目镜，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，并转动棱镜手轮，看清刻度值，再把棱镜组打开，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，转动棱镜手轮使照明望远镜中见到“半影视场”，转动消色散棱镜手轮直至能看到很清晰的暗区边缘为止，再调节手轮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氯化钠，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.根据曲线测定氯化钠的浓度用（2）所述的方法测定二种未知浓度氯化钠的折射率，从上面所作的曲线上找出其纵坐标所对应的氯化钠浓度值。【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；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.验完毕，必须将仪器擦洗干净，整理放妥。折射率伴随浓度变化表浓度c/15101520折射率11.33501.34251.35101.36001.3710折射率21.33451.34301.35151.36051.3705折射率31.33501.34301.35101.36051.3705折射率41.33451.34251.35151.36001.3710折射率51.33451.34301.35151.36051.3715结论；由表可以得到折射率会伴随着浓度的增加而增加。1杨之昌.几何光学实验，第五章，1984，上海科学技术出版社2王公治.大学物理实验，第六章，1987，复旦大学出版社出版3姚启钧,光学教程，第四版，2008，高等教育出版社