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學習重點 掌握折光率的兩種表示方式：速度比為「空氣中光速／物質中光速」，角度比為「入射角正弦／折射角正弦」，分子與分母不可顛倒。 熟記藥典規定的光源為鈉光 D 線（約 589 nm），並理解折光率會隨波長與溫度改變；符號 nD25 中的 25 表示 25℃。 熟記蒸餾水的折光率：20℃為 1.3330、25℃為 1.3325，絕對不是 1.0000。 了解阿培氏折射計的原理、測量範圍、校正方式與操作要求，包括至少測三次取平均、正確度可達 ±0.0001。 折光率可用於鑑別、純度檢查及定量分析，例如乙醇水溶液濃度與醣類分析；不可與旋光儀混淆。 核心觀念 一、折光率的定義與折射定律 光線由一種介質進入另一種密度不同的介質時，傳播速度改變；斜向通過介面時，行進方向也隨之改變，形成折射現象。藥典及考題常用「光線在兩種密度不同之介質間穿越時，因速度之變更而產生折射」或「光線由第一介質進入密度不同之第二介質時所產生之折射現象」來描述，這些敘述都是正確的。此處的「密度」宜理解為介質的光學性質差異，重點在於光速改變。 嚴格的絕對折光率為「真空中的光速／物質中的光速」。藥物分析一般所稱的折光率是相對折光率，即相對於空氣： n＝空氣中的光速／物質中的光速 若將「物質中的光速」放在分子，寫成「物質中速度與空氣中速度比」，方向即顛倒，屬錯誤敘述。 依 Snell 定律，n₁ sin i＝n₂ sin r。光由空氣進入檢品時，折光率可寫成n＝sin i／sin r，也就是「入射角正弦與折射角正弦之比」。i 為入射角、r 為折射角，兩者都由光線與介面的法線之間量起；並非角度本身直接相除。 二、測定光源、波長及溫度 折光率會隨光源波長及檢品溫度而改變，因此比較測定值與藥典規格時，兩者條件必須一致。說「測定波長與折光率大小無關」、「折光率不受溫度影響」或「溫度影響不大」都是錯誤的。 項目正確內容常見錯誤寫法 光源鈉光 D 線，波長約 589 nm白光、汞燈、氘燈、330 nm 溫度依規定溫度精確控制；nD25 表示 25℃測得不受溫度影響、標準溫度為 30℃ 符號意義下標 D 表示鈉光 D 線，上標表示溫度把 D 當成溫度或其他光源 注意「氘燈」的英文 deuterium 字首也是 D，但它是紫外光光源，與鈉光 D 線無關，不可混淆。 一般液體的折光率常隨溫度升高而降低，因此溫度必須精確調整並保持穩定。蒸餾水的數值須連同溫度一起記憶： 條件蒸餾水折光率判讀重點 20℃，鈉光 D 線1.3330溫度較低，數值較高。 25℃，鈉光 D 線1.3325溫度升高，數值略降。 水的折光率不是 1.0000 或 1.00；接近 1 的是空氣，不能套用於液態水。20℃與 25℃的兩組數值也不能互換。 三、折射儀與臨界角原理 常用儀器為阿培氏／阿貝氏折射計（Abbe refractometer），但具有同等精確度的其他類型儀器亦可應用，並非只能使用阿培氏折射計。阿培氏折射計可測的折光率範圍為1.3000～1.7000。 折射計利用臨界角原理測定。已知折射稜鏡的折光率為 N，由 Snell 定律可導出n＝N sin rc，式中 rc 為臨界折射角（臨界角）。此敘述是正確的。 阿培氏折射計可更換光源使用；具色散補償裝置者，也可用白光觀測並讀出相當於鈉光 D 線的折光率。但「儀器可用白光操作」與「藥典數值以鈉光 D 線為基準」要分開理解，不能說藥品折光率均以白光為光源測定。 Laurent half-shadow polarimeter 是半影式旋光儀，用於測量旋光度，不是折光率測定儀。折射是光線通過介面時方向與速度的改變；旋光則是偏振光的偏振面發生旋轉，兩者原理不同。 四、校正及測定操作 校正：應以儀器所附之標準品校正；一般也可用蒸餾水（純水）校正，但須採用對應溫度的標準值。說「一般以蒸餾水校正」或「可以純水校正」是正確的；說「一律以蒸餾水校正」則過於絕對。 控制溫度：測量時應將溫度精確調整，使檢品與稜鏡達到規定溫度並穩定後再讀值。 確保接觸：稜鏡須清潔，液體應均勻接觸測量面，避免氣泡、污染或殘留溶劑。 重複測定：至少量測三次，求其平均值。經校正後，測定正確度可達理論值的±0.0001。 測定固體檢品時，可在檢品上塗佈單溴萘（monobromonaphthalene）作為接觸液，再黏貼於折射稜鏡上，使固體與稜鏡良好接觸、排除空氣間隙。考題中可能出現拼法略有差異的寫法，此敘述屬正確做法。 五、藥品鑑別、純度及濃度分析 在規定溫度與波長下，折光率是物質的物理常數，可用於藥品鑑別與純度檢查，例如小分子藥品、油脂及揮發油。若測得值偏離規格，提示組成改變或混入雜質。 折光率不只適用於定性分析，也可用於定量分析。在組成與條件受控制時，可利用標準曲線或對照表由折光率推算濃度，例如乙醇水溶液中的乙醇含量百分比、醣類溶液濃度。折光率測定不像吸光度那樣由光徑長度決定讀值，所以「檢液厚度難控制，故不能測濃度」是錯誤推論。 在製劑品質管制方面，折光率可用來確認錠劑及膠囊劑賦形劑中所選用的矯味劑、芳香劑原料品質，有助於確保其功能一致性。 常考陷阱 「物質中光速／空氣中光速」：速度比顛倒，應為空氣中光速除以物質中光速。 「密度不同之介質間產生折射」：這是正確敘述，不要誤判為錯。 「不受溫度影響」「溫度影響不大」「與波長無關」：皆錯，溫度與波長都會影響折光率。 「蒸餾水 25℃為 1.0000／1.00」：錯，25℃應為 1.3325；20℃為 1.3330。若題目寫成「20℃為 1.3325、25℃為 1.3330」，即兩值互換，也是錯的。 「光源為汞燈、氘燈、白光或 330 nm」：皆錯，藥典規定為鈉光 D 線（約 589 nm）。 「標準溫度為 30℃」：錯；nD25 的上標表示 25℃。 「只能使用阿培氏折射計」「一律以蒸餾水校正」：注意「只能」「一律」等絕對化用語，具同等精確度的儀器亦可使用，也可用儀器所附標準品校正。 「Laurent half-shadow polarimeter 為折光率測定儀」：錯，它是旋光儀。 「僅適用於定性分析」「厚度難控制所以不能測濃度」：錯，折光率可測乙醇濃度及醣類等定量分析。 正確敘述別誤判：相對折射率、n＝N sin rc、固體塗單溴萘黏於稜鏡、阿培氏折射計範圍 1.3000～1.7000、可更換光源、至少測三次取平均、正確度 ±0.0001。 記憶口訣 「空除物，正弦比；鈉 D 五八九，溫度要守住。」速度比是空氣在上、物質在下；角度比是正弦相除；光源為鈉光 D 線約 589 nm；溫度一定會影響。 「水二十，三三三零；升到二五，少五變三三二五。」蒸餾水在 20℃為 1.3330，升溫到 25℃折光率下降，為 1.3325。 「阿培一三到一七，三次平均萬分一。」阿培氏折射計範圍 1.3000～1.7000；至少測三次取平均，正確度可達 ±0.0001。