Analyse på arbejdsprincippet for Abbe refraktometer
Refraktometre er designet ud fra dette princip. Figur {{0}} er et skematisk diagram af instrumentstrukturen. Dens hoveddele er to retvinklede prismer PI og PII. Der er et mellemrum på ca. 0,1 til 0,15 mm mellem den ru overflade af prisme PI og det optiske plane spejl AD af PII, som bruges til at holde væsken, der skal måles, og til at danne et mellemrum mellem PI og PII. tyndt lag. Efter at lyset kommer ind i prismet PI fra reflektoren, spredes det, fordi overfladen er ru matglas, og passerer gennem den målte væske i mellemrummet fra forskellige vinkler; det går ind i prisme PII. Som vi ved før, lyset, der kommer ind i prismet PII fra alle retninger. Alle lysstråler brydes, og deres brydningsvinkler falder inden for den kritiske vinkel rc (fordi prismets brydningsindeks er større end brydningsindekset for væsken, alt lys stråler med indfaldsvinkler fra til til kan brydes gennem prismet). Lyset med den kritiske vinkel rc passerer gennem prismet PII og rammer okularet. På dette tidspunkt, hvis okularets trådkors er justeret til den passende position, vil du se halvt lys og halvt mørke på okularet.
Det kan bevises ud fra princippet om geometrisk optik, at forholdet mellem brydningsindekset n for væsken i mellemrummet og rc er:
n flydende=sinB
B er en konstant for et bestemt prisme, og prisme n er også en konstant værdi ved en konstant temperatur. Så brydningsindekset n væske af en væske er en funktion af vinklen rc. Væskens brydningsindeks kan beregnes ud fra rc. Aflæsningen rc er konverteret til værdien af n væske på refraktometeret, og værdien af n væske kan aflæses direkte.
Under specificerede forhold varierer brydningsindekset for en væske afhængigt af bølgelængden af det anvendte monokromatiske lys. Hvis almindeligt hvidt lys anvendes som lyskilde, vil der på grund af spredning opstå farvede lysbånd ved grænsen mellem lys og mørke, hvilket gør grænsen mellem lys og mørke uklar. For at bruge hvidt lys som lyskilde, er to "Amici"-prismer hver bestående af tre prismer installeret i instrumentet som kompensationsprismer (det øverste "Amici"-prisme kan drejes) for at justere deres relative positioner. , når det er korrekt orienteret, kan det spredte lys, der kommer ud af det brydende prisme nedenfor, omdannes til hvidt lys igen, hvilket eliminerer farvebånd og gør grænsen mellem lys og mørke klar. På dette tidspunkt er brydningsindekset målt med hvidt lys ækvivalent med brydningsindekset nD målt med natriumlys D-linje (bølgelængde 5890 nm).
Brydningsindekset er en af stoffets karakteristiske konstanter, og dets værdi er relateret til lyskildens temperatur, tryk og bølgelængde. Symbolet refererer til stoffets brydningsindeks, når natriumlys D-linje bruges som lyskilde. Temperaturen har en effekt på brydningsindekset. Når temperaturen på de fleste flydende organiske stoffer stiger, falder brydningsindekset til , mens forholdet mellem brydningsindekset for faste stoffer og temperaturen er uregelmæssigt og generelt ikke overstiger . Normalt har ændringer i atmosfærisk tryk ringe indflydelse på den numeriske værdi af brydningsindekset, så virkningen af tryk betragtes kun i meget præcist arbejde.
