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1、欢迎来到迎来到课堂堂3.2 折射率检验法主要内容主要内容3.2.1 定义与基本知识定义与基本知识3.2.2 测定折射率的意义测定折射率的意义3.2.3 常用的折光计及常用的折光计及 使用方法使用方法 通过测量物质的折光率来通过测量物质的折光率来鉴别物质组成，确定物质的纯鉴别物质组成，确定物质的纯度、浓度及判断物质的品质的度、浓度及判断物质的品质的分析方法称为分析方法称为折光法折光法。折光率也叫做折光指数折光率也叫做折光指数3.2.1 定义定义3.2.1.1 基本概念基本概念3.2.1.1.反射现象与反射定律反射现象与反射定律 一束光线照射在两种介质的分界面上时，一束光线照射在两种介质的分界面上
2、时，要改变它的传播方向，但仍在原介质上传要改变它的传播方向，但仍在原介质上传播，这种现象叫光的反射，见下图。光的播，这种现象叫光的反射，见下图。光的反射遵守以下定律：反射遵守以下定律： = MOAMLB 3.2.1.2 光的折射现象与折射定光的折射现象与折射定律律 光线从一种介质光线从一种介质 (如空气如空气) 射到另射到另一种介质一种介质 (如水如水)时，除了一部分光线反时，除了一部分光线反射回第一种介质外，另一部分进入第二射回第一种介质外，另一部分进入第二种介质中并改变它的传播方向，这种现种介质中并改变它的传播方向，这种现象叫光的折射，见下图。光的折射遵守象叫光的折射，见下图。光的折射遵守
3、以下定律：以下定律： 无论入射角怎样改变，入射角正弦与无论入射角怎样改变，入射角正弦与折射角正弦之比，恒等于光在两种介质中折射角正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速度之比。的传播速度之比。即即光疏介质光密介质交界面图3-2 光线的折射 光在真空中的速度和在介质中的速度之光在真空中的速度和在介质中的速度之比，叫做介质的绝对折射率比，叫做介质的绝对折射率 (简称折射率，简称折射率，折光率折光率)，以，以 表示，即表示，即 显然显然 3.2.1.3全反射与临界角全反射与临界角 全反射：光由光密（即光在其中传播速度全反射：光由光密（即光在其中传播速度较小的）媒质射到光疏（即光在其中传播较小的）媒质射
4、到光疏（即光在其中传播速度较大的）媒质的界面时，全部被反射速度较大的）媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象。当入射角增大到某一回原媒质内的现象。当入射角增大到某一角度，如右图中角度，如右图中4的位置时，其折射线的位置时，其折射线4恰恰好与好与OM重合，此时折射线不再进入光疏介重合，此时折射线不再进入光疏介质而是沿两介质的接界面质而是沿两介质的接界面OM平行射出，这平行射出，这种现象称为种现象称为全反射全反射。发生全反射的入射角。发生全反射的入射角称为称为临界角临界角。全反射的条件是：全反射的条件是：光必须由光密介质射向光疏介质光必须由光密介质射向光疏介质入射角必须大于临界角入射角必须大于临
5、界角 结果结果OU左面明亮，右面完全黑暗，形成明显的黑白分左面明亮，右面完全黑暗，形成明显的黑白分界。界。 式中式中:n2-棱镜的折射率，已知。棱镜的折射率，已知。 只要测得临界角只要测得临界角,就可以求出被测样就可以求出被测样液的折射率液的折射率n1。3.2.2 测定折射率的意义测定折射率的意义 折射率是物质的一种物理性质。折射率是物质的一种物理性质。它是食品生产中常用的工艺控制指标，它是食品生产中常用的工艺控制指标，通过测定液态食品的折射率，可以鉴通过测定液态食品的折射率，可以鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判别食品的组成，确定食品的浓度，判断食品的纯净程度及品质。断食品的纯净程度及品质。
6、 蔗糖溶液的折射率随浓度增大而升蔗糖溶液的折射率随浓度增大而升高。通过测定折射率可以确定糖液的高。通过测定折射率可以确定糖液的浓度及饮料、糖水罐头等食品的浓度及饮料、糖水罐头等食品的糖度糖度，还可以测定以糖为主要成分的果汁、还可以测定以糖为主要成分的果汁、蜂蜜等食品的蜂蜜等食品的可溶性固形物的含量。可溶性固形物的含量。 测定折射率可以鉴别测定折射率可以鉴别油脂的组成和品质油脂的组成和品质。 正常情况下，某些液态食品的折射率有正常情况下，某些液态食品的折射率有一定的范围，如正常一定的范围，如正常牛乳乳清牛乳乳清的折射率在的折射率在1.341991.34275，当这些液态食品因掺杂、当这些液态食品
7、因掺杂、浓度改变或品种改变等原因而引起食品的品浓度改变或品种改变等原因而引起食品的品质发生了变化时，折射率常会发生变化。所质发生了变化时，折射率常会发生变化。所以测定折射率可以初步判断某些食品是否正以测定折射率可以初步判断某些食品是否正常。常。 必须指出的是：折光法测得的只是可溶性必须指出的是：折光法测得的只是可溶性固形物含量，因为固体粒子不能在折光仪上反固形物含量，因为固体粒子不能在折光仪上反映出它的折射率。含有不溶性固形物的样品，映出它的折射率。含有不溶性固形物的样品，不能用折光法直接测出总固形物。但对于番茄不能用折光法直接测出总固形物。但对于番茄酱，果酱等个别食品，已通过实验编制了总固酱
8、，果酱等个别食品，已通过实验编制了总固形物与可溶性固形物关系表先用折光法测定形物与可溶性固形物关系表先用折光法测定可溶性固形物含量即可查出总固形物的含量。可溶性固形物含量即可查出总固形物的含量。3.2.3 常用的折光计常用的折光计 折光仪是利用折光仪是利用临界角原理临界角原理测定物质折射率测定物质折射率的仪器，大多数的折光仪是的仪器，大多数的折光仪是直接读取折射率，直接读取折射率，不必由临界角间接计算。除了折射率的刻度尺不必由临界角间接计算。除了折射率的刻度尺外，通常还有一个直接表示出折射率相当于外，通常还有一个直接表示出折射率相当于可可溶性固形物百分数溶性固形物百分数的刻度尺。的刻度尺。 食
9、品工业中最常用的是阿贝折光仪和手提食品工业中最常用的是阿贝折光仪和手提式折光仪。式折光仪。 3.2.3.1 3.2.3.1手提折光计手提折光计 该仪器操作简单，便于携带，常用于生产现场检验。测量温度不是20时需进行温度校正。 3.2.3.2 阿贝折光仪的结构及原理阿贝折光仪的结构及原理 阿贝折光仪阿贝折光仪1.底座底座 2.棱镜转动轮棱镜转动轮3.圆盘组（内有刻度板）圆盘组（内有刻度板） 4.小反光镜小反光镜5.支架支架6.读数镜筒读数镜筒7.目镜目镜 8.观察镜筒观察镜筒9.分界线调节旋钮分界线调节旋钮10.色散棱镜手色散棱镜手轮轮11. 色散刻度尺色散刻度尺12棱镜锁紧扳手棱镜锁紧扳手13
10、棱镜组棱镜组 14.温度计插座温度计插座15.恒温器接头恒温器接头 16.保护罩保护罩17.主轴主轴 18.反光镜反光镜阿贝折光仪阿贝折光仪组件图组件图8目镜9盖板10手轮；11折射棱镜座12照明刻度盘聚光镜13温度计座7色散值刻度圈6色散调节手轮5进光棱镜座4温度计3遮光板2转轴1反射镜17壳体18恒温器接头16小孔15刻度调节手轮14底座影响折射率测定的因素有影响折射率测定的因素有(1)光波长的影响光波长的影响 当白光经过棱镜和样液发生折射后当白光经过棱镜和样液发生折射后，会产生会产生色散现象，使视野明暗分界线不清，产生测色散现象，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
11、光仪观测定误差。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。镜筒的下端安装了色散补偿器。(2)温度的影响温度的影响 折光仪上的刻度是在标准温度折光仪上的刻度是在标准温度20下刻制的，所以最好在下刻制的，所以最好在20下测定折下测定折射率。否则，应对测定结果进行温度射率。否则，应对测定结果进行温度校正校正 。超过。超过20时，加上校正数；低时，加上校正数；低于于20时，减去校正数。时，减去校正数。 3.2.3.3.阿贝折光仪的使用方法阿贝折光仪的使用方法(1)折光仪的校正折光仪的校正 通常用蒸馏水通常用蒸馏水标准玻璃块标准玻璃块 溴化萘溴化萘进行校准进行校准在在25下折光仪应表示出
12、蒸馏水折射率为下折光仪应表示出蒸馏水折射率为1.3325 在在20下折光仪应表示出蒸馏水折射率为下折光仪应表示出蒸馏水折射率为1.3330或可溶性固形物为或可溶性固形物为0。重点重点蒸馏水的折光指数蒸馏水的折光指数温度（温度（） 折光指数折光指数 温度（温度（） 折光指数折光指数14 1.3335 24 1.332616 1.3333 25 1.3325 18 1.3332 26 1.332420 1.3330 28 1.332222 1.3328 30 1.3319(2)样液测定样液测定以脱脂棉球蘸取乙醇擦净棱镜表面，挥干乙醇。以脱脂棉球蘸取乙醇擦净棱镜表面，挥干乙醇。滴加滴加1-2滴样液于
13、下面棱镜的中央。迅速闭合两滴样液于下面棱镜的中央。迅速闭合两块棱镜，调节反光镜，使两镜筒内视野最亮。块棱镜，调节反光镜，使两镜筒内视野最亮。由目镜观察，转动棱镜旋钮，使视野出现明暗两由目镜观察，转动棱镜旋钮，使视野出现明暗两部分。部分。旋转色散补偿器旋钮，使视野中只有黑白两色。旋转色散补偿器旋钮，使视野中只有黑白两色。旋转棱镜旋钮，使明暗分界线在十字线交叉点旋转棱镜旋钮，使明暗分界线在十字线交叉点右边目镜中的图像右边目镜中的图像 目镜视野和读数目镜视野和读数101.33401.33301.33201.331005左边目镜中的图像左边目镜中的图像 从读数镜筒中读从读数镜筒中读 取折射率或质量百分
14、浓度。取折射率或质量百分浓度。 测定样液温度。测定样液温度。 打开棱镜，用水、乙醇或乙醚擦净棱镜表打开棱镜，用水、乙醇或乙醚擦净棱镜表面及其他各机件。在测定水溶性样品后，面及其他各机件。在测定水溶性样品后，用脱脂棉吸水洗净，若为油类样品，须用用脱脂棉吸水洗净，若为油类样品，须用乙醇或乙醚、二甲苯等擦拭。乙醇或乙醚、二甲苯等擦拭。计算计算: 适用范围适用范围1030若测定温度不在若测定温度不在20时时 ,可按下式换可按下式换算为算为20时的折射率时的折射率 ，如，如25 时测时测得得n=1.4621,则：则： = + 0.00038（t20） = 1.4621 + 0.000385 = 1.4621 + 0.0019 = 1.4640注意事项注意事项 当温度低于当温度低于10或高于或高于30时时,不能用不能用0.00038的校正系数进行换算的校正系数进行换算,而须通入恒温水而须通入恒温水,使样品达到规定温度后使样品达到规定温度后,再测定折光指数。再测定折光指数。沾取油样的玻璃棒必须是圆头的沾取油样的玻璃棒必须是圆头的,以防刮伤棱镜以防刮伤棱镜影响折射率测定的因素影响折射率测定的因素阿贝折光仪的结构及原理阿贝折光仪的结构及原理阿贝折光仪的使用方法阿贝折光仪的使用方法注意事项注意事项Thank you very much!
