Kako izmjeriti indeks loma
Kada svjetlost uđe u medij B iz medija A, ako je medij A hidrofobna tvar u medij B, to jest, 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.
Kako bi se izmjerila vrijednost, Abbeov refraktometar usvaja metodu "polusvjetla i polumraka", koja omogućuje da monokromatsko svjetlo uđe u medij B iz medija A iz svih kutova od 0-90 stupnjeva, na ovaj put, cijeli kritični kut u mediju B je Svjetlost prolazi kroz sva područja, tako da je svijetla; dok sva područja izvan kritičnog kuta ne propuštaju svjetlost, pa je tamno, a granica između svijetlih i tamnih područja je vrlo jasna. Ako promatrate okularom iznad medija B, možete vidjeti polutamnu sliku s vrlo jasnom granicom.
Medij je drugačiji, kritični kut je također drugačiji, a različit je i položaj granice svijetlih i tamnih područja u okularu. Ako je u okularu urezana "križna" linija, promijenite relativni položaj medija B i okulara, tako da svaki put granica između svijetlih i tamnih područja uvijek koincidira sa sjecištem "križne linije", mjerenjem njegov relativni položaj (kut) i nakon pretvorbe može se dobiti indeks loma. Očitanje ugravirano na skali Abbeovog refraktometra je pretvoreni indeks loma, tako da se može očitati izravno. U isto vrijeme, Abbeov refraktometar ima uređaj za uklanjanje disperzije, tako da može izravno koristiti sunčevu svjetlost, a izmjereni brojevi su isti kao oni izmjereni natrijevom svjetlošću. To su prednosti Abbeovog refraktometra.
Kako koristiti Abbeov refraktometar: prvo spojite refraktometar na spremnik konstantne temperature, nakon konstantne temperature odvojite pravokutnu prizmu i nježno obrišite gornju i donju površinu zrcala s malom količinom etanola ili acetona na svili ili čišćenju leća papir. Nakon što etanol ili aceton ispari, dodajte kap destilirane vode u zrcalo ispod, zatvorite prizmu i namjestite zrcalo da vidno polje unutar zrcala bude svijetlo.
Okrećite prizmu dok se u zrcalu ne pojavi granična linija ili obojena svjetlosna traka; ako se pojavi obojena svijetla traka, prilagodite disperziju da granica između svijetlog i tamnog bude jasna, a zatim okrenite pravokutnu prizmu tako da granična linija slučajno prolazi kroz sjecište "križa". Zabilježite očitanje i temperaturu, ponovite dva puta za mjerenje prosječnog indeksa loma čiste vode i usporedite ga sa standardnom vrijednošću čiste vode (=1.33299), može se dobiti kalibracijski uređaj refraktometra, a zatim Indeks loma uzorka tekućine koji se ispituje može se mjeriti na isti način. Vrijednost korekcije općenito je mala, a ako je vrijednost prevelika, mora se ponovno kalibrirati cijeli instrument. Prilikom korištenja refraktometra treba obratiti pozornost na sljedeće točke:
(1) Abbeov mjerni raspon je od 1,3000 do 1,7000, a preciznost je ±0,0001; pri mjerenju treba paziti da li je temperatura izolacijskog plašta ispravna. Ako želite mjeriti do ±0,0001, temperaturu treba kontrolirati unutar raspona od ±0,1 stupanj.
(2) Instrument se ne smije izlagati sunčevoj svjetlosti tijekom uporabe ili skladištenja, a treba ga prekriti crnom tkaninom kada se ne koristi.
(3) Prizma refraktometra mora biti zaštićena kako bi se izbjegle ogrebotine na površini zrcala. Prilikom dodavanja tekućine, kraj kapaljke ne smije dodirivati prizmu.
(4) Površina zrcala treba se očistiti prije svake kapi uzorka; nakon upotrebe površinu zrcala također treba očistiti acetonom ili 95-postotnim etanolom, a prizmu nakon sušenja zatvoriti.
(5) Treba izbjegavati tekućine koje nagrizaju ili otapaju staklo prizme, izolacijski metal i ljepilo između njih.
Na kraju treba istaknuti da se Abbeov refraktometar ne može koristiti na višim temperaturama; teško je mjeriti hlapljive uzorke ili uzorke koji upijaju vodu; osim toga, zahtjevi za čistoću uzoraka također su visoki. Općenito govoreći, kada se temperatura poveća za jedan stupanj, indeks loma tekućeg organskog spoja smanjuje se za 3,5×10-4—5,5×10-4. Neke tekućine, posebno kada je temperatura čiji indeks loma treba postići blizu vrelišta, imaju temperaturni koeficijent do 7×10-4. U praktičnom radu indeks loma izmjeren na određenoj temperaturi često se pretvara u indeks loma na nekoj drugoj temperaturi. Radi lakšeg izračuna, 4,5×10-4 općenito se koristi kao konstanta promjene temperature. Vrijednost dobivena ovim grubim izračunom može imati malu pogrešku, ali je referentne vrijednosti. Drugim riječima, indeks loma opada s porastom temperature, a indeks loma se mijenja za oko 0,00045 za svaku promjenu od 1 stupnja Celzija. Možemo izračunati indeks loma ispravljen na 20 stupnjeva sljedećom formulom: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 stupanj )
gdje je nD(t) eksperimentalno izmjeren indeks loma pri temperaturi t. To pokazuje da kada je eksperimentalna temperatura viša od 20 stupnjeva, nD(20) je veći od nD(t); dok kada je eksperimentalna temperatura niža od 20 stupnjeva, nD(20) je manji od nD(t).
Primjer: Zadano je nD(t) =1.3667, t=25.2 stupanj , izračunajte nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 stupanj )
nD(20)=1.3667 plus 0,00045(25,2 stupnja -20 stupnja )
{{0}}.3667 plus 0,00045 × 5,2
=1.36904 Učinak valne duljine svjetlosti
Indeks loma tvari varira s valnom duljinom svjetlosti, pri čemu duže valne duljine imaju manji indeks loma, a kraće valne duljine imaju veći indeks loma. Izvor svjetlosti koji se koristi za mjerenje obično je bijela svjetlost. Kada se bijela svjetlost lomi od prizme i tekućine uzorka, zbog različitih valnih duljina svjetla svake boje, stupanj loma je također različit. Nakon prelamanja, razlaže se na svjetla različitih boja. Ova pojava se naziva disperzija. Disperzija svjetla će učiniti razdjelnicu između svjetla i tame u vidnom polju nejasnom, što će rezultirati pogreškama mjerenja. Kako bi se eliminirala disperzija, na donjem kraju promatračke cijevi Abbeovog refraktometra ugrađen je kompenzator disperzije.
Učinak temperature
Indeks loma otopine mijenja se s temperaturom, indeks loma opada s porastom temperature, a raste s padom temperature. Skala na refraktometru je ugravirana na standardnoj temperaturi od 20 stupnjeva. Stoga je najbolje mjeriti indeks loma na 20 stupnjeva. U suprotnom, potrebno je izvršiti temperaturnu korekciju rezultata mjerenja. Kada prijeđe 20 stupnjeva, dodajte broj korekcije; kada je niža od 20 stupnjeva, oduzmite broj korekcije
