Hvordan man måler brydningsindekset
Når lys kommer ind i medium B fra medium A, hvis medium A er et hydrofobt stof til medium B, det vil sige 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.
For at måle værdien anvender Abbe refraktometer metoden "halvt lys og halvt mørkt", som går ud på at lade det monokromatiske lys komme ind i mediet B fra mediet A fra alle vinkler af 0-90 grader , kl. denne gang passerer hele den kritiske vinkel i mediet B Lys gennem alle områder, så det er lyst; mens alle områder uden for den kritiske vinkel ikke passerer lys, så er det mørkt, og grænsen mellem de lyse og mørke områder er meget klar. Hvis du observerer med et okular over medium B, kan du se et halvmørkt billede med en meget tydelig grænse.
Mediet er anderledes, den kritiske vinkel er også forskellig, og grænsepositionen for de lyse og mørke områder i okularet er også forskellig. Hvis der er indgraveret en "kryds" linje i okularet, ændres den relative position af mediet B og okularet, så grænsen mellem de lyse og mørke områder altid falder sammen med skæringspunktet mellem "tværlinjen", ved at måle dens relative position (vinkel) og efter konvertering kan brydningsindekset opnås. Aflæsningen indgraveret på Abbe refraktometerets skala er det konverterede brydningsindeks, så det kan aflæses direkte. Samtidig har Abbe refraktometeret en dispersion-eliminerende anordning, så det direkte kan bruge sollys, og de målte tal er de samme som dem målt med natriumlys. Disse er fordelene ved Abbe refraktometer.
Sådan bruges Abbe refraktometeret: Tilslut først refraktometeret til konstanttemperaturtanken, efter konstant temperatur, adskil det retvinklede prisme, og tør forsigtigt de øvre og nedre spejloverflader af med en lille mængde ethanol eller acetone på silke- eller linserengøring papir. Efter at ethanolen eller acetonen er fordampet, tilsæt en dråbe destilleret vand til spejlet nedenfor, luk prismet og juster spejlet for at gøre synsfeltet inde i spejlet lyst.
Drej prismet, indtil en grænselinje eller et farvet lysbånd vises i spejlet; hvis der vises et farvet lysbånd, skal du justere spredningen for at gøre grænsen mellem lys og mørke klar, og derefter dreje det retvinklede prisme, så grænselinjen tilfældigvis passerer gennem skæringspunktet mellem "krydset". Registrer aflæsningen og temperaturen, gentag to gange for at måle det gennemsnitlige brydningsindeks for rent vand og sammenlign det med standardværdien for rent vand (=1.33299), refraktometerets kalibreringsanlæg kan fås, og derefter brydningsindekset for den væskeprøve, der skal testes, kan måles på samme måde. Korrektionsværdien er generelt lille, og hvis værdien er for stor, skal hele instrumentet omkalibreres. Følgende punkter skal være opmærksomme ved brug af refraktometeret:
(1) Abbes måleområde er fra 1,3000 til 1,7000, og præcisionen er ±0,0001; ved måling skal man være opmærksom på, om temperaturen på isoleringskappen er korrekt. Hvis du ønsker at måle til ±0,0001, skal temperaturen styres inden for området ±0,1 grad.
(2) Instrumentet bør ikke udsættes for sollys under brug eller opbevaring, og bør dækkes med en sort klud, når det ikke er i brug.
(3) Refraktometerets prisme skal beskyttes for at undgå ridser på spejlets overflade. Ved tilsætning af væske må enden af dråbeholderen ikke røre prismet.
(4) Spejloverfladen skal rengøres før hver dråbe af prøven; efter brug skal spejloverfladen også rengøres med acetone eller 95 procent ethanol, og prismet skal lukkes efter tørring.
(5) Væsker, der korroderer eller opløser prismeglasset, isoleringsmetallet og klæbemidlet mellem dem, bør undgås.
Endelig skal det påpeges, at Abbe refraktometeret ikke kan anvendes ved højere temperaturer; det er vanskeligt at måle flygtige eller vandabsorberende prøver; derudover er kravene til prøvernes renhed også høje. Generelt, når temperaturen stiger med én grad, falder brydningsindekset for den flydende organiske forbindelse med 3,5×10-4—5,5×10-4. Nogle væsker, især når temperaturen, hvis brydningsindeks skal opnås, er tæt på kogepunktet, har en temperaturkoefficient på op til 7×10-4. I praktisk arbejde omregnes brydningsindekset målt ved en bestemt temperatur ofte til brydningsindekset ved en anden temperatur. For at lette beregningen bruges 4,5×10-4 generelt som temperaturændringskonstanten. Værdien opnået ved denne grove beregning kan have en lille fejl, men den er af referenceværdi. Med andre ord falder brydningsindekset med stigningen i temperaturen, og brydningsindekset ændres med ca. 0.00045 for hver ændring på 1 grad Celsius. Vi kan beregne brydningsindekset korrigeret til 20 grader med følgende formel: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grad )
hvor nD(t) er det eksperimentelt målte brydningsindeks ved temperatur t. Dette viser, at når den eksperimentelle temperatur er højere end 20 grader, er nD(20) større end nD(t); mens når den eksperimentelle temperatur er lavere end 20 grader, er nD(20) mindre end nD(t).
Eksempel: Givet nD(t) =1.3667, t=25.2 grader , beregn nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grad)
nD(20)=1,3667 plus 0,00045(25,2 grader -20 grader)
{{0}}.3667 plus 0,00045 × 5,2
=1.36904 Effekt af lysbølgelængde
Et stofs brydningsindeks varierer med lysets bølgelængde, hvor længere bølgelængder har et mindre brydningsindeks og kortere bølgelængder har et større brydningsindeks. Den lyskilde, der bruges til måling, er normalt hvidt lys. Når det hvide lys brydes af prismet og prøvevæsken, på grund af de forskellige bølgelængder af hvert farvelys, er brydningsgraden også forskellig. Efter brydning nedbrydes det til en række forskellige farvelys. Dette fænomen kaldes spredning. Spredningen af lys vil gøre skillelinjen mellem lys og mørke i synsfeltet uklar, hvilket resulterer i målefejl. For at eliminere spredning er der installeret en dispersionskompensator i den nederste ende af observationsrøret på Abbe refraktometeret.
Effekt af temperatur
En opløsnings brydningsindeks ændres med temperaturen, brydningsindekset falder, når temperaturen stiger, og stiger, når temperaturen falder. Skalaen på refraktometeret er indgraveret ved standardtemperaturen på 20 grader. Derfor er det bedst at måle brydningsindekset ved 20 grader. Ellers bør der udføres temperaturkorrektion på måleresultaterne. Når den overstiger 20 grader, skal du tilføje korrektionsnummeret; når det er lavere end 20 grader, trækkes korrektionstallet fra
