Analisi sul principio di funzionamento del rifrattometro di Abbe
I rifrattometri sono progettati in base a questo principio. La figura {{0}} è un diagramma schematico della struttura dello strumento. Le sue parti principali sono due prismi ad angolo retto PI e PII. C'è uno spazio compreso tra 0, da 1 a 0,15 mm tra la superficie ruvida del prisma PI e lo specchio del piano ottico AD di PII, che viene utilizzato per trattenere il liquido da misurare e per formare uno spazio tra PI e PII. strato sottile. Dopo che la luce è entrata nel prisma PI dal riflettore, si diffonde perché la superficie è di vetro smerigliato ruvido, e attraversa il liquido misurato nell'intercapedine da varie angolazioni; entra nel prisma PII. Come sappiamo prima, la luce che entra nel prisma PII da tutte le direzioni Tutti i raggi luminosi vengono rifratti e i loro angoli di rifrazione rientrano nell'angolo critico rc (poiché l'indice di rifrazione del prisma è maggiore dell'indice di rifrazione del liquido, tutta la luce i raggi con angoli incidenti da a possono essere rifratti attraverso il prisma). La luce con l'angolo critico rc passa attraverso il prisma PII e colpisce l'oculare. A questo punto, se il mirino dell'oculare viene regolato nella posizione appropriata, sull'oculare si vedrà metà luce e metà oscurità.
Dal principio dell'ottica geometrica si può dimostrare che la relazione tra l'indice di rifrazione n del liquido nell'intercapedine e rc è:
n liquido=sinB
B è una costante per un certo prisma e anche il prisma n è un valore costante a temperatura costante. Quindi l'indice di rifrazione n liquido di un liquido è funzione dell'angolo rc. L'indice di rifrazione del liquido può essere calcolato da rc. La lettura rc è stata convertita nel valore di n liquido sul rifrattometro e il valore di n liquido può essere letto direttamente.
In condizioni specifiche, l'indice di rifrazione di un liquido varia a seconda della lunghezza d'onda della luce monocromatica utilizzata. Se come sorgente luminosa viene utilizzata la normale luce bianca, al confine tra luce e buio appariranno bande di luce colorata a causa della dispersione, rendendo poco chiaro il confine tra luce e buio. Per utilizzare la luce bianca come sorgente luminosa, nello strumento vengono installati due prismi "Amici", costituiti da tre prismi ciascuno, come prismi di compensazione (il prisma "Amici" superiore può essere ruotato) per regolare le loro posizioni relative. , se orientata correttamente, la luce dispersa che esce dal prisma rifrangente sottostante può essere trasformata nuovamente in luce bianca, eliminando le bande di colore e rendendo netto il confine tra luce e buio. Attualmente l'indice di rifrazione misurato con la luce bianca è equivalente all'indice di rifrazione nD misurato con la linea D della luce al sodio (lunghezza d'onda 5890 nm).
L'indice di rifrazione è una delle costanti caratteristiche della materia, e il suo valore è legato alla temperatura, alla pressione e alla lunghezza d'onda della sorgente luminosa. Il simbolo si riferisce all'indice di rifrazione della sostanza quando come sorgente luminosa viene utilizzata la luce al sodio linea D. La temperatura ha un effetto sull'indice di rifrazione. Quando la temperatura della maggior parte delle sostanze organiche liquide aumenta, l'indice di rifrazione diminuisce fino a , mentre il rapporto tra indice di rifrazione dei solidi e temperatura è irregolare e generalmente non supera . Solitamente i cambiamenti della pressione atmosferica hanno poco effetto sul valore numerico dell'indice di rifrazione, quindi l'effetto della pressione viene considerato solo in lavori molto precisi.
