Как измерить показатель преломления
При попадании света в среду В из среды А, если среда А является гидрофобным веществом в среду В, то есть 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.
Чтобы измерить значение, рефрактометр Аббе использует метод «полусвета и полутемноты», который позволяет монохроматическому свету проникать в среду B из среды A под всеми углами 0-90 градусов при на этот раз весь критический угол в среде Б. Свет проходит через все области, поэтому он яркий; при этом все области вне критического угла не пропускают свет, поэтому она темная, а граница между светлыми и темными областями очень четкая. Если наблюдать в окуляр над средой В, то можно увидеть полутемное изображение с очень четкой границей.
Среда другая, критический угол тоже другой, и положение границ светлых и темных областей в окуляре тоже другое. Если в окуляре выгравирована «крестовая» линия, измените взаимное положение среды В и окуляра так, чтобы каждый раз граница между светлой и темной областями всегда совпадала с пересечением «крестовой линии», путем измерения его относительное положение (угол) и после преобразования можно получить показатель преломления. Показание, выгравированное на шкале рефрактометра Аббе, представляет собой преобразованный показатель преломления, поэтому его можно считать напрямую. В то же время рефрактометр Аббе имеет устройство, устраняющее дисперсию, поэтому он может напрямую использовать солнечный свет, а измеренные числа такие же, как и при измерении натриевым светом. Таковы преимущества рефрактометра Аббе.
Как использовать рефрактометр Аббе: сначала подключите рефрактометр к резервуару с постоянной температурой, после постоянной температуры отделите прямоугольную призму и аккуратно протрите верхнюю и нижнюю поверхности зеркала небольшим количеством этанола или ацетона на шелке или чистке линз. бумага. После того, как этанол или ацетон испарится, добавьте каплю дистиллированной воды на нижнее зеркало, закройте призму и отрегулируйте зеркало, чтобы сделать поле зрения внутри зеркала ярким.
Поворачивайте призму до тех пор, пока в зеркале не появится граничная линия или цветная светлая полоса; если появляется цветная светлая полоса, отрегулируйте дисперсию, чтобы сделать границу между светом и темнотой четкой, а затем поверните прямоугольную призму так, чтобы линия границы проходила через пересечение «креста». Запишите показания и температуру, повторите дважды, чтобы измерить средний показатель преломления чистой воды и сравнить его со стандартным значением чистой воды (=1.33299), можно получить калибровочную установку рефрактометра, а затем Таким же образом можно измерить показатель преломления испытуемой жидкой пробы. Значение коррекции, как правило, невелико, и если значение слишком велико, необходимо заново откалибровать весь прибор. При использовании рефрактометра следует обратить внимание на следующие моменты:
(1) Диапазон измерения Аббе составляет от 1,3000 до 1,7000, а точность составляет ±0,0001; при измерении следует обратить внимание на правильную температуру изоляционной рубашки. Если вы хотите измерить с точностью ±0,0001, температуру следует контролировать в пределах ±0,1 градуса.
(2) Прибор не должен подвергаться воздействию солнечных лучей во время использования или хранения и должен быть покрыт черной тканью, когда он не используется.
(3) Призма рефрактометра должна быть защищена, чтобы избежать царапин на поверхности зеркала. При добавлении жидкости конец капельницы не должен касаться призмы.
(4) Поверхность зеркала следует очищать перед каждой каплей образца; после использования поверхность зеркала также следует очистить ацетоном или 95-процентным этанолом, а призму после высыхания закрыть.
(5) Следует избегать жидкостей, которые разъедают или растворяют стекло призмы, изоляционный металл и клей между ними.
Наконец, следует указать, что рефрактометр Аббе нельзя использовать при более высоких температурах; трудно измерять летучие или водопоглощающие образцы; кроме того, требования к чистоте образцов также высоки. Вообще говоря, при повышении температуры на один градус показатель преломления жидкого органического соединения уменьшается в 3,5×10-4—5,5×10-4. Некоторые жидкости, особенно когда температура, показатель преломления которой необходимо получить, близка к температуре кипения, имеют температурный коэффициент до 7×10-4. В практической работе показатель преломления, измеренный при определенной температуре, часто пересчитывают в показатель преломления при другой температуре. Для удобства расчетов в качестве константы изменения температуры обычно используется 4,5×10-4. Значение, полученное в результате этого грубого расчета, может иметь небольшую погрешность, но оно является эталонным. Другими словами, показатель преломления уменьшается с повышением температуры, а показатель преломления изменяется примерно на 0,00045 при изменении на каждый градус Цельсия. Мы можем рассчитать показатель преломления с поправкой на 20 градусов по следующей формуле: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 градусов)
где nD(t) — экспериментально измеренный показатель преломления при температуре t. Это показывает, что когда экспериментальная температура выше 20 градусов, nD(20) больше, чем nD(t); в то время как при температуре эксперимента ниже 20 градусов nD(20) меньше, чем nD(t).
Пример: Учитывая nD(t) =1.3667, t=25.2 градусов, вычислить nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 степень)
nD(20)=1.3667 плюс 0,00045(25,2 градуса -20 градуса )
{{0}}.3667 плюс 0,00045 × 5,2
=1.36904 Влияние длины волны света
Показатель преломления вещества зависит от длины волны света: более длинные волны имеют меньший показатель преломления, а более короткие волны имеют больший показатель преломления. Источником света, используемым для измерения, обычно является белый свет. Когда белый свет преломляется призмой и жидкостью образца, из-за разных длин волн каждого цвета света степень преломления также различна. После преломления он разлагается на различные цветовые огни. Это явление называется дисперсией. Дисперсия света сделает границу между светом и тьмой в поле зрения нечеткой, что приведет к ошибкам измерения. Для устранения дисперсии на нижнем конце смотровой трубы рефрактометра Аббе установлен компенсатор дисперсии.
Влияние температуры
Показатель преломления раствора изменяется с температурой, показатель преломления уменьшается с повышением температуры и увеличивается с понижением температуры. Шкала рефрактометра выгравирована при стандартной температуре 20 градусов. Поэтому лучше всего измерять показатель преломления при 20 градусах. В противном случае следует выполнить температурную коррекцию результатов измерения. Когда он превышает 20 градусов, добавьте номер коррекции; когда он ниже 20 градусов, вычтите номер коррекции
