Kā izmērīt refrakcijas indeksu
Kad gaisma nonāk vidē B no vides A, ja vide A ir hidrofoba viela uz vidi B, tas ir, 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.
Lai izmērītu vērtību, Abbe refraktometrs izmanto "pusgaismas un pustumšas" metodi, kas ļauj monohromatiskajai gaismai iekļūt vidē B no vides A no visiem 0-90 grādu leņķiem plkst. šoreiz viss kritiskais leņķis vidē B ir Gaisma iet cauri visām zonām, tāpēc tā ir gaiša; kamēr visi apgabali ārpus kritiskā leņķa neiziet cauri gaismai, tāpēc ir tumšs, un robeža starp gaišajiem un tumšajiem apgabaliem ir ļoti skaidra. Ja novērojat ar okulāru virs vidējā B, varat redzēt daļēji tumšu attēlu ar ļoti skaidru robežu.
Atšķiras vide, atšķirīgs ir arī kritiskais leņķis, un atšķiras arī gaišo un tumšo zonu robežpozīcija okulārā. Ja okulārā ir iegravēta "šķērslīnija", mainiet vides B un okulāra relatīvo stāvokli, lai katru reizi robeža starp gaišo un tumšo apgabalu vienmēr sakristu ar "šķērslīnijas" krustpunktu, veicot mērījumus. tā relatīvo stāvokli ( Leņķis) un pēc pārveidošanas var iegūt refrakcijas indeksu. Abbe refraktometra skalā iegravētais rādījums ir pārveidotais refrakcijas indekss, tāpēc to var nolasīt tieši. Tajā pašā laikā Abbe refraktometram ir dispersijas likvidēšanas ierīce, tāpēc tā var tieši izmantot saules gaismu, un izmērītie skaitļi ir tādi paši kā nātrija gaismas mērījumi. Šīs ir Abbe refraktometra priekšrocības.
Kā lietot Abbe refraktometru: vispirms pievienojiet refraktometru nemainīgas temperatūras tvertnei, pēc nemainīgas temperatūras atdaliet taisnleņķa prizmu un viegli noslaukiet augšējo un apakšējo spoguļa virsmu ar nelielu daudzumu etanola vai acetona uz zīda vai lēcu tīrīšanas. papīrs. Kad etanols vai acetons ir iztvaikojis, zemāk esošajā spogulī pievienojiet pilienu destilēta ūdens, aizveriet prizmu un noregulējiet spoguli, lai spoguļa iekšpuses redzamības lauks būtu gaišs.
Pagrieziet prizmu, līdz spogulī parādās robežlīnija vai krāsaina gaismas josla; ja parādās krāsaina gaismas josla, noregulējiet izkliedi, lai robeža starp gaišo un tumšo būtu skaidra, un pēc tam pagrieziet taisnleņķa prizmu tā, lai robežlīnija iet cauri "krusta" krustojumam. Reģistrējiet rādījumu un temperatūru, atkārtojiet divas reizes, lai izmērītu tīra ūdens vidējo refrakcijas indeksu, un salīdzināt to ar tīra ūdens standarta vērtību (=1.33299), var iegūt refraktometra kalibrēšanas iekārtu un pēc tam Tādā pašā veidā var izmērīt pārbaudāmā šķidruma parauga refrakcijas indeksu. Korekcijas vērtība parasti ir maza, un, ja vērtība ir pārāk liela, viss instruments ir jākalibrē no jauna. Lietojot refraktometru, jāpievērš uzmanība šādiem punktiem:
(1) Abbe mērījumu diapazons ir no 1,3000 līdz 1,7000, un precizitāte ir ±0,0001; veicot mērījumus, jāpievērš uzmanība tam, vai izolācijas apvalka temperatūra ir pareiza. Ja vēlaties mērīt līdz ±0,0001, temperatūra jākontrolē ±0,1 grāda diapazonā.
(2) Instrumentu lietošanas vai uzglabāšanas laikā nedrīkst pakļaut saules gaismai, un, kad tas netiek lietots, tas ir jāpārklāj ar melnu drānu.
(3) Refraktometra prizmai jābūt aizsargātai, lai izvairītos no skrāpējumiem uz spoguļa virsmas. Pievienojot šķidrumu, pilinātāja gals nedrīkst pieskarties prizmai.
(4) Spoguļa virsma jānotīra pirms katra parauga piliena; pēc lietošanas spoguļa virsma arī jānotīra ar acetonu vai 95 procentu etanolu, un prizma pēc žāvēšanas jāaizver.
(5) Jāizvairās no šķidrumiem, kas korodē vai izšķīdina prizmas stiklu, izolācijas metālu un līmi starp tiem.
Visbeidzot, jānorāda, ka Abbe refraktometru nevar izmantot augstākā temperatūrā; ir grūti izmērīt gaistošus vai ūdeni absorbējošus paraugus; turklāt augstas ir arī prasības paraugu tīrībai. Vispārīgi runājot, temperatūrai paaugstinoties par vienu grādu, šķidrā organiskā savienojuma laušanas koeficients samazinās par 3,5×10-4—5,5×10-4. Dažiem šķidrumiem, īpaši, ja temperatūra, kuras laušanas koeficients ir jāiegūst, ir tuvu tā viršanas temperatūrai, temperatūras koeficients ir līdz 7 × 10-4. Praktiskajā darbā refrakcijas koeficients, kas izmērīts noteiktā temperatūrā, bieži tiek pārveidots par laušanas koeficientu citā temperatūrā. Aprēķinu ērtībai kā temperatūras maiņas konstante parasti tiek izmantota 4,5 × 10-4. Vērtībai, kas iegūta ar šo aptuveno aprēķinu, var būt neliela kļūda, taču tā ir atsauces vērtība. Citiem vārdiem sakot, refrakcijas indekss samazinās, paaugstinoties temperatūrai, un laušanas koeficients mainās par aptuveni 0,00045 par katru 1 grādu pēc Celsija. Mēs varam aprēķināt refrakcijas indeksu, kas koriģēts uz 20 grādiem, izmantojot šādu formulu: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grāds )
kur nD(t) ir eksperimentāli izmērītais refrakcijas indekss temperatūrā t. Tas parāda, ka, ja eksperimentālā temperatūra ir augstāka par 20 grādiem, nD(20) ir lielāks par nD(t); savukārt, kad eksperimentālā temperatūra ir zemāka par 20 grādiem, nD(20) ir mazāka par nD(t).
Piemērs: dots nD(t) =1.3667, t=25.2 grādi , aprēķiniet nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0,00045(t-20 grāds)
nD(20)=1,3667 plus 0,00045(25,2 grādi -20 grādi)
{{0}}, 3667 plus 0,00045 × 5,2
=1.36904 Gaismas viļņa garuma ietekme
Vielas refrakcijas indekss mainās atkarībā no gaismas viļņa garuma, garākiem viļņu garumiem ir mazāks laušanas koeficients un īsākiem viļņu garumiem ir lielāks laušanas koeficients. Mērīšanai izmantotais gaismas avots parasti ir balta gaisma. Kad balto gaismu lauž prizma un parauga šķidrums, katras krāsas gaismas atšķirīgo viļņu garumu dēļ arī refrakcijas pakāpe ir atšķirīga. Pēc refrakcijas tas sadalās dažādu krāsu gaismās. Šo parādību sauc par dispersiju. Gaismas izkliede padarīs neskaidru robežlīniju starp gaismu un tumšo redzes laukā, kā rezultātā radīsies mērījumu kļūdas. Lai novērstu dispersiju, Abbe refraktometra novērošanas caurules apakšējā galā ir uzstādīts dispersijas kompensators.
Temperatūras ietekme
Šķīduma refrakcijas koeficients mainās līdz ar temperatūru, refrakcijas koeficients samazinās, temperatūrai paaugstinoties, un palielinās, temperatūrai pazeminoties. Uz refraktometra skala ir iegravēta standarta temperatūrā 20 grādi. Tāpēc vislabāk ir izmērīt refrakcijas indeksu 20 grādu leņķī. Pretējā gadījumā mērījumu rezultātiem jāveic temperatūras korekcija. Kad tas pārsniedz 20 grādus, pievienojiet korekcijas numuru; ja tas ir zemāks par 20 grādiem, atņemiet korekcijas skaitli
