Analyysi Abbe-refraktometrin toimintaperiaatteesta
Refraktometrit on suunniteltu tämän periaatteen mukaisesti. Kuva {{0}} on kaavamainen kaavio instrumentin rakenteesta. Sen pääosat ovat kaksi suorakulmaista prismaa PI ja PII. Prisman PI karkean pinnan ja PII:n optisen tasopeilin AD välillä on noin 0,1-0,15 mm rako, jota käytetään pitämään mitattava neste ja muodostamaan rako PI:n ja PI:n välille. PII. ohut kerros. Kun valo tulee heijastimesta prismaan PI, se hajaantuu, koska pinta on karkeaa himmeää lasia ja kulkee mitatun nesteen läpi raossa eri kulmista; se tulee prismaan PII. Kuten tiedämme aiemmin, prismaan PII kaikista suunnista tuleva valo Kaikki valonsäteet taittuvat ja niiden taitekulmat ovat kriittisen kulman rc sisällä (koska prisman taitekerroin on suurempi kuin nesteen taitekerroin, kaikki valo säteet, joiden tulokulma on pisteestä toiseen, voidaan taittaa prisman läpi). Valo, jolla on kriittinen kulma rc, kulkee prisman PII läpi ja osuu okulaariin. Tällä hetkellä, jos okulaarin hiusristikko on säädetty sopivaan asentoon, näet okulaarissa puoliksi valoa ja puoliksi pimeyttä.
Geometrisen optiikan periaatteesta voidaan osoittaa, että raossa olevan nesteen taitekertoimen n ja rc välinen suhde on:
n nestettä=sinB
B on tietyn prisman vakio, ja prisma n on myös vakioarvo vakiolämpötilassa. Joten nesteen taitekerroin n on kulman rc funktio. Nesteen taitekerroin voidaan laskea rc:stä. Lukema rc on muutettu refraktometrillä n nesteen arvoksi ja n nesteen arvo voidaan lukea suoraan.
Tietyissä olosuhteissa nesteen taitekerroin vaihtelee käytetyn monokromaattisen valon aallonpituuden mukaan. Jos valonlähteenä käytetään tavallista valkoista valoa, valon ja pimeyden rajalle ilmestyy värillisiä valojuovia dispersion vuoksi, jolloin valon ja pimeyden raja on epäselvä. Valkoisen valon käyttämiseksi valonlähteenä kaksi "Amici"-prismaa, joista kukin koostuu kolmesta prismasta, asennetaan instrumenttiin kompensointiprismoiksi (ylempi "Amici"-prisma voidaan kiertää) niiden suhteellisten asentojen säätämiseksi. , kun se on oikein suunnattu, alla olevasta taittavasta prismasta tuleva hajaantunut valo voidaan muuttaa jälleen valkoiseksi valoksi, jolloin värinauhat poistetaan ja valon ja tumman välinen raja tulee selväksi. Tällä hetkellä valkoisella valolla mitattu taitekerroin vastaa natriumvalon D-viivalla mitattua taitekerrointa nD (aallonpituus 5890 nm).
Taitekerroin on yksi aineen ominaisvakioista, ja sen arvo liittyy valonlähteen lämpötilaan, paineeseen ja aallonpituuteen. Symboli viittaa aineen taitekertoimeen, kun natriumvaloa D-viivaa käytetään valonlähteenä. Lämpötila vaikuttaa taitekertoimeen. Kun useimpien nestemäisten orgaanisten aineiden lämpötila nousee, taitekerroin laskee arvoon, kun taas kiinteiden aineiden taitekertoimen ja lämpötilan välinen suhde on epäsäännöllinen eikä yleensä ylitä . Yleensä ilmanpaineen muutoksilla on vain vähän vaikutusta taitekertoimen numeeriseen arvoon, joten paineen vaikutus huomioidaan vain erittäin tarkassa työssä.
