1.折射现象和折光率

当一束光从一种各向同性的介质m进入另一种各向同性的介质M时，不仅光速会发生改变，如果传播方向不垂直于m／M界面，还会发生折射现象，如图1－29所示。根据史耐尔（Snell）折射定律，波长一定的单色光在温度、压力不变的条件下，其入射角αm和折射角βM与这两种介质的折光率n（介质M）、N（介质m）成下列关系，即

如果介质m是真空，因规定N真空＝1，故

n称为介质M的绝对折光率。如果介质m为空气，则N空气＝1.000 27（空气的绝对折光率），因此

n′称为介质M对空气的相对折光率。因n与n′相差甚小，所以通常就以n′作为介质的绝对折光率，但在精密测定时，必须校正之。

折光率以符号n表示，由于n与波长有关，因此在其右下角注以字母表示测定时所用单色光的波长，D、F、G、C……分别表示钠的D（黄）线、氢的F（蓝）线、G（紫）线、C（红）线等。另外，折光率又与介质温度有关，因而在n的右上角注以测定时的介质温度（℃）。例如表示在20℃时该介质对钠光D线的折光率。(www.daowen.com)

图1－29　光在不同介质中的折射

图1－30　阿贝折射仪的临界折射

2.阿贝折射仪测定液体介质折光率的原理

阿贝折射仪是根据临界折射现象设计的，如图1－30所示。试样m置于测量棱镜P的镜面F上，而棱镜的折光率np大于试样的折光率n。如果入射光I正好沿着棱镜与试样的界面F射入，其折射光为I′，入射角α1＝90°，折射角为βc，此即称为临界角，因为再没有比βc更大的折射角了。大于临界角的构成暗区，小于临界角的构成亮区。因此βc具有特征意义，根据（1－21）式可得：

显然，如果已知棱镜P的折射率np，并在温度、单色光波长都保持恒定值的实验条件下，测定临界βc，就可得到n。下面以上海精密科学仪器有限公司生产的WAY阿贝折射仪为例，介绍测定折光率的操作过程。