[科普中國]-折光指數(shù)

折光指數(shù)也稱為折射率或折光率。定義為光在真空中的傳播速度與在某介質(zhì)中傳播速度之比，也稱之為絕對折光指數(shù)。

簡介折光指數(shù)也稱為折射率或折光率。定義為光在真空中的傳播速度與在某介質(zhì)中傳播速度之比，也稱之為絕對折光指數(shù)。對于任意兩介質(zhì)中光速之比定義為相對折光指數(shù)，n21=v1/v2，v1與v2分別為光在第一介質(zhì)與第二介質(zhì)的傳播速度。工程上一般不用絕對折光指數(shù)，而取第一媒質(zhì)為空氣，空氣的絕對折光指數(shù)為1.00029。由于折光指數(shù)與波長有關(guān)，所以必須注明是何種波長下的折光指數(shù)。定義的平均折光指數(shù)是介質(zhì)對鈉黃光(λ=589.3nm)的折光指數(shù)，或?qū)S光(λ=587nm)的折光指數(shù)。利用折光指數(shù)的測量可以判斷高分子材料的純度并能控制其產(chǎn)品質(zhì)量，如環(huán)氧光學(xué)膠黏劑，只有其折光指數(shù)與被粘材料一致時，才不致影響光路的正確傳播。如硅油測其折光指數(shù)可判斷其相應(yīng)的純度及質(zhì)量穩(wěn)定性1。

折光率折光率是指有機(jī)化合物最重要的物理常數(shù)之一，它能精確而方便地測定出來，作為液體物質(zhì)純度的標(biāo)準(zhǔn)，它比沸點(diǎn)更為可靠。物質(zhì)的折光率因溫度或光線波長的不同而改變，透光物質(zhì)的溫度升高，折光率變小；光線的波長越短，折光率越大。作為液體物質(zhì)純度的標(biāo)準(zhǔn)，折光率比沸點(diǎn)更為可靠。利用折光率，可以鑒定未知化合物，也用于確定液體混合物的組成。所以濃度也應(yīng)該可以測出。事實(shí)上有大量經(jīng)驗數(shù)據(jù)，對照相應(yīng)表格可以進(jìn)行該項試驗。

測定法光線自一種透明介質(zhì)進(jìn)入另一透明介質(zhì)的時候，由于兩種介質(zhì)的密度不同，光的進(jìn)行速度發(fā)生變化，即發(fā)生折射現(xiàn)象，一般折光率系指光線在空氣中進(jìn)行的速度與供試品中進(jìn)行速度的比值。 根據(jù)折射定律，折光率是光線入射角的正弦與折角的正弦的比值，即：n=sin i/sin r。式中n為折光率，Sin i為光線入射角的正弦，Sin r為折射角的正弦2。

主要特征折光率是有機(jī)化合物最重要的物理常數(shù)之一，它能精確而方便地測定出來，作為液體物質(zhì)純度的標(biāo)準(zhǔn)，它比沸點(diǎn)更為可靠。利用折光率，可鑒定未知化合物。如果一個化合物是純的，那么就可以根據(jù)所測得的折光率排除考慮中的其它化合物，從而識別出這個未知物來。

折光率也用于確定液體混合物的組成。在蒸餾兩種或兩種以上的液體混合物且當(dāng)各組分的沸點(diǎn)彼此接近時，那么就可利用折光率來確定餾分的組成。因為當(dāng)組分的結(jié)構(gòu)相似和極性，混合物的折光率和物質(zhì)的量組成之間常呈線性關(guān)系。例如，由1mol四氯化碳和1mol甲苯組成的混合物，為1.4822，而純甲苯和純四氯化碳在同一溫度下分別為1.4944和1.4651。所以，要分餾此混合物時，就可利用這一線性關(guān)系求得餾分的組成。

物質(zhì)的折光率不但與它的結(jié)構(gòu)和光線波長有關(guān)，而且也受溫度、壓力等因素的影響。所以折光率的表示須注明所用的光線和測定時的溫度，常用n表示。D是以鈉燈的D線（5893A0）作光源，t是與折光率相對應(yīng)的溫度。例如，表示20℃時，該介質(zhì)對鈉燈的D線的折光率。由于通常大氣壓的變化，對折光率的影響不顯著，所以只在很精密的工作中，才考慮壓力的影響。一般地說，當(dāng)溫度增高一度時，液體有機(jī)化合物的折光率就減小3.5×10ˉ?-5.5×10ˉ?。某些液體，特別是測求折光率的溫度與其沸點(diǎn)相近時，其溫度系數(shù)可達(dá)7×10ˉ?。在實(shí)際工作中，往往把某一溫度下測定的折光率換算成另一溫度下的折光率。為了便于計算，一般用4×10ˉ?為溫度變化常數(shù)。這個粗略計算所得的數(shù)值可能略有誤差，但卻有參考價值3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

邱學(xué)農(nóng) - 副教授 - 濟(jì)南大學(xué)