Ako merať index lomu
Keď svetlo vstupuje do média B z média A, ak médium A je hydrofóbna látka do média B, to znamená nA< nP=1/sin is also a constant, and its relationship with the refractive index is: Indicates. Obviously, under a certain wavelength and certain conditions, it can be seen that the refractive index can be obtained by measuring the critical angle, which is the basic optical principle of the commonly used Abbe refractometer.
Na meranie hodnoty Abbeov refraktometer používa metódu „polosvetla a polotmy“, čo znamená, že monochromatické svetlo vstúpi do média B z média A zo všetkých uhlov 0-90 stupňa pri tentoraz celý kritický uhol v médiu B je Svetlo prechádza všetkými oblasťami, takže je jasné; zatiaľ čo všetky oblasti mimo kritického uhla neprechádzajú svetlom, takže je tma a hranica medzi svetlými a tmavými oblasťami je veľmi jasná. Ak pozorujete okulárom nad médiom B, môžete vidieť polotmavý obraz s veľmi jasnými hranicami.
Prostredie je iné, kritický uhol je tiež odlišný a hraničná poloha svetlých a tmavých oblastí v okulári je tiež odlišná. Ak je do okuláru vyrytá "krížová" čiara, zmeňte vzájomnú polohu média B a okuláru tak, aby sa hranica medzi svetlými a tmavými oblasťami vždy zhodovala s priesečníkom "krížovej čiary" meraním jeho relatívnu polohu ( Uhol ) a po prevode možno získať index lomu. Údaj vyrytý na stupnici Abbe refraktometra je prevedený index lomu, takže ho možno odčítať priamo. Abbe refraktometer má zároveň zariadenie na elimináciu disperzie, takže môže priamo využívať slnečné svetlo a namerané čísla sú rovnaké ako namerané sodíkovým svetlom. To sú výhody Abbeho refraktometra.
Ako používať Abbe refraktometer: najprv pripojte refraktometer k nádrži s konštantnou teplotou, po konštantnej teplote oddeľte pravouhlý hranol a jemne utrite horný a spodný zrkadlový povrch malým množstvom etanolu alebo acetónu na hodváb alebo čistenie šošoviek papier. Po odparení etanolu alebo acetónu pridajte kvapku destilovanej vody do zrkadla pod ním, zatvorte hranol a nastavte zrkadlo tak, aby bolo zorné pole vo vnútri zrkadla jasné.
Otáčajte hranolom, kým sa v zrkadle neobjaví hraničná čiara alebo farebný svetelný pás; ak sa objaví farebný svetlý pás, upravte rozptyl tak, aby bola hranica medzi svetlom a tmou jasná, a potom otočte pravouhlý hranol tak, aby hraničná čiara náhodou prechádzala cez priesečník „kríža“. Zaznamenajte nameranú hodnotu a teplotu, opakujte dvakrát, aby ste zmerali priemerný index lomu čistej vody a porovnajte ho so štandardnou hodnotou čistej vody (=1.33299), možno získať kalibračné zariadenie refraktometra a potom Index lomu testovanej kvapalnej vzorky možno merať rovnakým spôsobom. Korekčná hodnota je vo všeobecnosti malá a ak je hodnota príliš veľká, musí sa prekalibrovať celý prístroj. Pri používaní refraktometra je potrebné venovať pozornosť nasledujúcim bodom:
(1) Abbeov rozsah merania je od 1,3000 do 1,7000 a presnosť je ±0,0001; pri meraní treba venovať pozornosť tomu, či je teplota izolačného plášťa správna. Ak chcete merať s presnosťou ±0,0001, teplota by sa mala regulovať v rozsahu ±0,1 stupňa.
(2) Prístroj by nemal byť počas používania alebo skladovania vystavený slnečnému žiareniu a keď sa nepoužíva, mal by byť zakrytý čiernou látkou.
(3) Hranol refraktometra musí byť chránený, aby nedošlo k poškriabaniu povrchu zrkadla. Pri pridávaní tekutiny sa koniec kvapkadla nesmie dotýkať hranola.
(4) Zrkadlový povrch by sa mal vyčistiť pred každou kvapkou vzorky; po použití treba povrch zrkadla očistiť aj acetónom alebo 95 percentným etanolom a hranol po vysušení uzavrieť.
(5) Je potrebné vyhnúť sa kvapalinám, ktoré korodujú alebo rozpúšťajú hranolové sklo, izolačný kov a lepidlo medzi nimi.
Nakoniec je potrebné zdôrazniť, že Abbeov refraktometer nemožno použiť pri vyšších teplotách; je ťažké merať prchavé alebo vodu absorbujúce vzorky; okrem toho sú vysoké aj požiadavky na čistotu vzoriek. Všeobecne povedané, keď sa teplota zvýši o jeden stupeň, index lomu kvapalnej organickej zlúčeniny sa zníži o 3,5×10-4–5,5×10-4. Niektoré kvapaliny, najmä ak je teplota, ktorej index lomu sa má získať, blízka jej bodu varu, majú teplotný koeficient až 7×10-4. V praktickej práci sa index lomu nameraný pri určitej teplote často prevádza na index lomu pri inej teplote. Na uľahčenie výpočtu sa ako konštanta zmeny teploty vo všeobecnosti používa 4,5×10-4. Hodnota získaná týmto hrubým výpočtom môže mať miernu chybu, ale je to referenčná hodnota. Inými slovami, index lomu klesá so zvyšujúcou sa teplotou a index lomu sa mení približne o 0,00045 na každú zmenu o 1 stupeň Celzia. Index lomu korigovaný na 20 stupňov môžeme vypočítať podľa nasledujúceho vzorca: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 stupeň)
kde nD(t) je experimentálne nameraný index lomu pri teplote t. To ukazuje, že keď je experimentálna teplota vyššia ako 20 stupňov, nD(20) je väčšie ako nD(t); zatiaľ čo keď je experimentálna teplota nižšia ako 20 stupňov, nD(20) je menšie ako nD(t).
Príklad: Dané nD(t) =1.3667, t=25.2 stupňa, vypočítajte nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 stupeň)
nD(20)=1.3667 plus 0,00045(25,2 stupňa -20 stupňa)
{{0}},3667 plus 0,00045 × 5,2
=1.36904 Vplyv vlnovej dĺžky svetla
Index lomu látky sa mení s vlnovou dĺžkou svetla, pričom dlhšie vlnové dĺžky majú menší index lomu a kratšie vlnové dĺžky majú väčší index lomu. Svetelným zdrojom používaným na meranie je zvyčajne biele svetlo. Keď sa biele svetlo láme hranolom a vzorkovou kvapalinou, v dôsledku rôznych vlnových dĺžok každého farebného svetla je stupeň lomu tiež odlišný. Po refrakcii sa rozkladá na rôzne farebné svetlá. Tento jav sa nazýva disperzia. Rozptyl svetla spôsobí, že deliaca čiara medzi svetlom a tmou v zornom poli bude nejasná, čo vedie k chybám merania. Na elimináciu disperzie je na spodnom konci pozorovacej trubice Abbeho refraktometra inštalovaný disperzný kompenzátor.
Vplyv teploty
Index lomu roztoku sa mení s teplotou, index lomu klesá so stúpajúcou teplotou a zvyšuje sa so znižovaním teploty. Stupnica na refraktometri je vyrytá pri štandardnej teplote 20 stupňov. Preto je najlepšie merať index lomu pri 20 stupňoch. V opačnom prípade by sa mala na výsledkoch merania vykonať korekcia teploty. Keď presiahne 20 stupňov, pridajte opravné číslo; keď je menší ako 20 stupňov, odpočítajte opravné číslo
