Come misurare l'indice di rifrazione
Quando la luce entra nel mezzo B dal mezzo A, se il mezzo A è una sostanza idrofoba al mezzo B, cioè 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.
Per misurare il valore, il rifrattometro di Abbe adotta il metodo della "mezza luce e mezzo buio", che consiste nel far entrare la luce monocromatica nel mezzo B dal mezzo A da tutti gli angoli di 0-90 grado , a questa volta, l'intero angolo critico nel mezzo B è La luce passa attraverso tutte le aree, quindi è luminosa; mentre tutte le aree al di fuori dell'angolo critico non passano la luce, quindi è buio e il confine tra le aree chiare e scure è molto chiaro. Se osservi con un oculare sopra il mezzo B, puoi vedere un'immagine semibuia con un contorno molto netto.
Il mezzo è diverso, anche l'angolo critico è diverso e anche la posizione limite delle aree chiare e scure nell'oculare è diversa. Se nell'oculare è incisa una linea di "croce", modificare la posizione relativa del mezzo B e dell'oculare, in modo che ogni volta il confine tra le zone chiare e scure coincida sempre con l'intersezione della "linea di croce", misurando la sua posizione relativa (Angolo) e dopo la conversione, si può ottenere l'indice di rifrazione. La lettura incisa sulla scala del rifrattometro di Abbe è l'indice di rifrazione convertito, quindi può essere letto direttamente. Allo stesso tempo, il rifrattometro di Abbe ha un dispositivo di eliminazione della dispersione, quindi può utilizzare direttamente la luce solare e i numeri misurati sono gli stessi di quelli misurati dalla luce al sodio. Questi sono i vantaggi del rifrattometro di Abbe.
Come utilizzare il rifrattometro di Abbe: collegare prima il rifrattometro al serbatoio a temperatura costante, dopo la temperatura costante, separare il prisma ad angolo retto e pulire delicatamente le superfici dello specchio superiore e inferiore con una piccola quantità di etanolo o acetone su seta o pulizia delle lenti carta. Dopo che l'etanolo o l'acetone sono evaporati, aggiungi una goccia di acqua distillata allo specchio sottostante, chiudi il prisma e regola lo specchio per rendere luminoso il campo visivo all'interno dello specchio.
Girare il prisma fino a quando nello specchio appare una linea di confine o una banda luminosa colorata; se appare una banda di luce colorata, regola la dispersione per rendere chiaro il confine tra chiaro e scuro, quindi ruota il prisma ad angolo retto in modo che la linea di confine passi attraverso l'intersezione della "croce". Registrare la lettura e la temperatura, ripetere due volte per misurare l'indice di rifrazione medio dell'acqua pura e confrontarlo con il valore standard dell'acqua pura (=1.33299), è possibile ottenere l'impianto di calibrazione del rifrattometro, quindi il l'indice di rifrazione del campione liquido da testare può essere misurato allo stesso modo. Il valore di correzione è generalmente piccolo, e se il valore è troppo grande, l'intero strumento deve essere ricalibrato. È necessario prestare attenzione ai seguenti punti quando si utilizza il rifrattometro:
(1) L'intervallo di misurazione di Abbe va da 1,3000 a 1,7000 e la precisione è ±0,0001; durante la misurazione, è necessario prestare attenzione alla correttezza della temperatura della guaina isolante. Se si desidera misurare a ±0,0001, la temperatura deve essere controllata entro un intervallo di ±0,1 gradi.
(2) Lo strumento non deve essere esposto alla luce solare durante l'uso o la conservazione e deve essere coperto con un panno nero quando non viene utilizzato.
(3) Il prisma del rifrattometro deve essere protetto per evitare graffi sulla superficie dello specchio. Quando si aggiunge liquido, l'estremità del contagocce non deve toccare il prisma.
(4) La superficie dello specchio deve essere pulita prima di ogni goccia del campione; dopo l'uso, anche la superficie dello specchio deve essere pulita con acetone o etanolo al 95% e il prisma deve essere chiuso dopo l'asciugatura.
(5) Devono essere evitati i liquidi che corrodono o dissolvono il vetro del prisma, il metallo isolante e l'adesivo tra di essi.
Si precisa infine che il rifrattometro di Abbe non può essere utilizzato a temperature più elevate; è difficile misurare campioni volatili o che assorbono acqua; inoltre, anche i requisiti per la purezza dei campioni sono elevati. In generale, quando la temperatura aumenta di un grado, l'indice di rifrazione del composto organico liquido diminuisce di 3,5×10-4—5,5×10-4. Alcuni liquidi, specialmente quando la temperatura di cui si vuole ottenere l'indice di rifrazione è prossima al suo punto di ebollizione, hanno un coefficiente di temperatura fino a 7×{10-4. Nel lavoro pratico, l'indice di rifrazione misurato a una certa temperatura viene spesso convertito nell'indice di rifrazione a un'altra temperatura. Per comodità di calcolo, 4.5×10-4 viene generalmente utilizzato come costante di variazione della temperatura. Il valore ottenuto da questo calcolo approssimativo può avere un leggero errore, ma è un valore di riferimento. In altre parole, l'indice di rifrazione diminuisce con l'aumentare della temperatura e l'indice di rifrazione cambia di circa 0.00045 per ogni variazione di 1 grado Celsius. Possiamo calcolare l'indice di rifrazione corretto a 20 gradi con la seguente formula: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 degree )
dove nD(t) è l'indice di rifrazione misurato sperimentalmente alla temperatura t. Ciò dimostra che quando la temperatura sperimentale è superiore a 20 gradi, nD(20) è maggiore di nD(t); mentre quando la temperatura sperimentale è inferiore a 20 gradi, nD(20) è minore di nD(t).
Esempio: Dato nD(t) =1.3667, t=25.2 degree , calcola nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grado )
nD(20)=1.3667 più 0.00045(25.2 gradi -20 gradi )
{{0}}.3667 più 0,00045 × 5,2
=1.36904 Effetto della lunghezza d'onda della luce
L'indice di rifrazione di una sostanza varia con la lunghezza d'onda della luce, con lunghezze d'onda maggiori che hanno un indice di rifrazione minore e lunghezze d'onda minori che hanno un indice di rifrazione maggiore. La sorgente luminosa utilizzata per la misurazione è solitamente luce bianca. Quando la luce bianca viene rifratta dal prisma e dal liquido campione, a causa delle diverse lunghezze d'onda di ciascuna luce colorata, anche il grado di rifrazione è diverso. Dopo la rifrazione, viene scomposto in una varietà di luci colorate. Questo fenomeno si chiama dispersione. La dispersione della luce renderà poco chiara la linea di demarcazione tra luce e buio nel campo visivo, con conseguenti errori di misurazione. Per eliminare la dispersione, un compensatore di dispersione è installato all'estremità inferiore del tubo di osservazione del rifrattometro di Abbe.
Effetto della temperatura
L'indice di rifrazione di una soluzione cambia con la temperatura, l'indice di rifrazione diminuisce all'aumentare della temperatura e aumenta al diminuire della temperatura. La scala sul rifrattometro è incisa alla temperatura standard di 20 gradi. Pertanto, è meglio misurare l'indice di rifrazione a 20 gradi. In caso contrario, la correzione della temperatura dovrebbe essere eseguita sui risultati della misurazione. Quando supera i 20 gradi, aggiungi il numero di correzione; quando è inferiore a 20 gradi, sottrarre il numero di correzione
