Πώς να μετρήσετε τον δείκτη διάθλασης
Όταν το φως εισέρχεται στο μέσο Β από το μέσο Α, εάν το μέσο Α είναι υδρόφοβη ουσία στο μέσο Β, δηλαδή 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.
Για τη μέτρηση της τιμής, το διαθλασίμετρο Abbe υιοθετεί τη μέθοδο "ημίφωτος και μισό σκοτάδι", η οποία είναι να αφήσει το μονοχρωματικό φως να εισέλθει στο μέσο Β από το μέσο Α από όλες τις γωνίες 0-90 μοιρών, σε Αυτή τη φορά, ολόκληρη η κρίσιμη γωνία στο μέσο Β είναι Φως διέρχεται από όλες τις περιοχές, άρα είναι φωτεινό. ενώ όλες οι περιοχές εκτός της κρίσιμης γωνίας δεν περνούν από το φως, άρα είναι σκοτεινό και το όριο μεταξύ φωτεινών και σκοτεινών περιοχών είναι πολύ σαφές. Αν παρατηρήσετε με προσοφθάλμιο πάνω από το μέσο Β, μπορείτε να δείτε μια ημισκοτεινή εικόνα με πολύ καθαρό όριο.
Το μέσο είναι διαφορετικό, η κρίσιμη γωνία είναι επίσης διαφορετική και η οριακή θέση των φωτεινών και σκοτεινών περιοχών στον προσοφθάλμιο είναι επίσης διαφορετική. Εάν στον προσοφθάλμιο είναι χαραγμένη μια «σταυρωτή» γραμμή, αλλάξτε τη σχετική θέση του μέσου Β και του προσοφθάλμιου, έτσι ώστε κάθε φορά το όριο μεταξύ φωτεινών και σκοτεινών περιοχών να συμπίπτει πάντα με τη διασταύρωση της «σταυρής γραμμής», μετρώντας Η σχετική του θέση ( Γωνία) και μετά τη μετατροπή, μπορεί να ληφθεί ο δείκτης διάθλασης. Η ένδειξη που είναι χαραγμένη στην κλίμακα του διαθλασίμετρου Abbe είναι ο μετατρεπόμενος δείκτης διάθλασης, επομένως μπορεί να διαβαστεί απευθείας. Ταυτόχρονα, το διαθλασίμετρο Abbe διαθέτει μια συσκευή εξάλειψης της διασποράς, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιήσει απευθείας το ηλιακό φως και οι μετρούμενοι αριθμοί είναι ίδιοι με εκείνους που μετρήθηκαν με το φως νατρίου. Αυτά είναι τα πλεονεκτήματα του διαθλασίμετρου Abbe.
Πώς να χρησιμοποιήσετε το διαθλασίμετρο Abbe: πρώτα συνδέστε το διαθλασίμετρο στη δεξαμενή σταθερής θερμοκρασίας, μετά από σταθερή θερμοκρασία, διαχωρίστε το ορθογώνιο πρίσμα και σκουπίστε απαλά την επάνω και την κάτω επιφάνεια του καθρέφτη με μικρή ποσότητα αιθανόλης ή ακετόνης σε μετάξι ή καθαρισμό φακών χαρτί. Αφού εξατμιστεί η αιθανόλη ή η ακετόνη, προσθέστε μια σταγόνα απεσταγμένο νερό στον καθρέφτη από κάτω, κλείστε το πρίσμα και ρυθμίστε τον καθρέφτη για να κάνετε το οπτικό πεδίο μέσα στον καθρέφτη φωτεινό.
Γυρίστε το πρίσμα μέχρι να εμφανιστεί μια οριακή γραμμή ή μια έγχρωμη φωτεινή ζώνη στον καθρέφτη. Εάν εμφανιστεί μια έγχρωμη φωτεινή ζώνη, προσαρμόστε τη διασπορά για να γίνει καθαρό το όριο μεταξύ φωτός και σκούρου και, στη συνέχεια, γυρίστε το ορθογώνιο πρίσμα έτσι ώστε η οριακή γραμμή να περάσει από τη διασταύρωση του "σταυρού". Καταγράψτε την ένδειξη και τη θερμοκρασία, επαναλάβετε δύο φορές για να μετρήσετε τον μέσο δείκτη διάθλασης του καθαρού νερού και να τον συγκρίνετε με την τυπική τιμή του καθαρού νερού (=1.33299), μπορείτε να λάβετε τη μονάδα βαθμονόμησης του διαθλασίμετρου και στη συνέχεια Ο δείκτης διάθλασης του υγρού δείγματος που πρόκειται να δοκιμαστεί μπορεί να μετρηθεί με τον ίδιο τρόπο. Η τιμή διόρθωσης είναι γενικά μικρή και εάν η τιμή είναι πολύ μεγάλη, ολόκληρο το όργανο πρέπει να βαθμονομηθεί εκ νέου. Κατά τη χρήση του διαθλασίμετρου πρέπει να προσέχετε τα ακόλουθα σημεία:
(1) Το εύρος μέτρησης του Abbe είναι από 1,3000 έως 1,7000 και η ακρίβεια είναι ±0,0001. κατά τη μέτρηση, πρέπει να δοθεί προσοχή στο εάν η θερμοκρασία του μονωτικού μανδύα είναι σωστή. Εάν θέλετε να μετρήσετε στο ±0,0001, η θερμοκρασία θα πρέπει να ελέγχεται εντός του εύρους των ±0,1 μοιρών.
(2) Το όργανο δεν πρέπει να εκτίθεται στο ηλιακό φως κατά τη χρήση ή την αποθήκευση και θα πρέπει να καλύπτεται με μαύρο πανί όταν δεν χρησιμοποιείται.
(3) Το πρίσμα του διαθλασίμετρου πρέπει να προστατεύεται για την αποφυγή γρατσουνιών στην επιφάνεια του καθρέφτη. Κατά την προσθήκη υγρού, το άκρο του σταγονόμετρου δεν πρέπει να αγγίζει το πρίσμα.
(4) Η επιφάνεια του καθρέφτη πρέπει να καθαρίζεται πριν από κάθε σταγόνα του δείγματος. μετά τη χρήση, η επιφάνεια του καθρέφτη θα πρέπει επίσης να καθαριστεί με ασετόν ή 95 τοις εκατό αιθανόλη και το πρίσμα θα πρέπει να κλείσει μετά το στέγνωμα.
(5) Υγρά που διαβρώνουν ή διαλύουν το γυαλί πρίσματος, το μονωτικό μέταλλο και την κόλλα μεταξύ τους θα πρέπει να αποφεύγονται.
Τέλος, πρέπει να σημειωθεί ότι το διαθλασίμετρο Abbe δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες. είναι δύσκολο να μετρηθούν δείγματα πτητικών ή υδατοαπορροφητικών. Επιπλέον, οι απαιτήσεις για την καθαρότητα των δειγμάτων είναι επίσης υψηλές. Γενικά, όταν η θερμοκρασία αυξάνεται κατά ένα βαθμό, ο δείκτης διάθλασης της υγρής οργανικής ένωσης μειώνεται κατά 3,5×10-4—5,5×10-4. Ορισμένα υγρά, ειδικά όταν η θερμοκρασία της οποίας ο δείκτης διάθλασης πρόκειται να ληφθεί είναι κοντά στο σημείο βρασμού της, έχουν συντελεστή θερμοκρασίας έως και 7×10-4. Στην πρακτική εργασία, ο δείκτης διάθλασης που μετράται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία συχνά μετατρέπεται σε δείκτη διάθλασης σε άλλη θερμοκρασία. Για τη διευκόλυνση του υπολογισμού, το 4,5×10-4 χρησιμοποιείται γενικά ως σταθερά αλλαγής θερμοκρασίας. Η τιμή που προκύπτει από αυτόν τον πρόχειρο υπολογισμό μπορεί να έχει ένα μικρό σφάλμα, αλλά είναι τιμής αναφοράς. Με άλλα λόγια, ο δείκτης διάθλασης μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και ο δείκτης διάθλασης αλλάζει κατά περίπου 0.00045 για κάθε αλλαγή 1 βαθμού Κελσίου. Μπορούμε να υπολογίσουμε τον δείκτη διάθλασης που διορθώθηκε στις 20 μοίρες με τον ακόλουθο τύπο: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 βαθμός )
όπου nD(t) είναι ο πειραματικά μετρημένος δείκτης διάθλασης σε θερμοκρασία t. Αυτό δείχνει ότι όταν η πειραματική θερμοκρασία είναι υψηλότερη από 20 βαθμούς, το nD(20) είναι μεγαλύτερο από το nD(t). ενώ όταν η πειραματική θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από 20 βαθμούς, η nD(20) είναι μικρότερη από την nD(t).
Παράδειγμα: Δεδομένου nD(t) =1.3667, t=25.2 μοίρες, υπολογίστε το nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 βαθμοί )
nD(20)=1.3667 συν 0,00045 (25,2 μοίρες -20 μοίρες )
{{0}}.3667 συν 0,00045 × 5,2
=1.36904 Επίδραση μήκους κύματος φωτός
Ο δείκτης διάθλασης μιας ουσίας ποικίλλει ανάλογα με το μήκος κύματος του φωτός, με τα μεγαλύτερα μήκη κύματος να έχουν μικρότερο δείκτη διάθλασης και τα μικρότερα μήκη κύματος να έχουν μεγαλύτερο δείκτη διάθλασης. Η πηγή φωτός που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση είναι συνήθως το λευκό φως. Όταν το λευκό φως διαθλάται από το πρίσμα και το υγρό δείγματος, λόγω των διαφορετικών μηκών κύματος κάθε έγχρωμου φωτός, ο βαθμός διάθλασης είναι επίσης διαφορετικός. Μετά τη διάθλαση, αποσυντίθεται σε ποικίλα έγχρωμα φώτα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διασπορά. Η διασπορά του φωτός θα καταστήσει ασαφή τη διαχωριστική γραμμή μεταξύ φωτός και σκότους στο οπτικό πεδίο, με αποτέλεσμα σφάλματα μέτρησης. Προκειμένου να εξαλειφθεί η διασπορά, εγκαθίσταται ένας αντισταθμιστής διασποράς στο κάτω άκρο του σωλήνα παρατήρησης του διαθλασίμετρου Abbe.
Επίδραση της θερμοκρασίας
Ο δείκτης διάθλασης ενός διαλύματος αλλάζει με τη θερμοκρασία, ο δείκτης διάθλασης μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία και αυξάνεται καθώς μειώνεται η θερμοκρασία. Η κλίμακα στο διαθλασίμετρο είναι χαραγμένη στην τυπική θερμοκρασία των 20 βαθμών. Επομένως, είναι καλύτερο να μετρήσετε τον δείκτη διάθλασης στις 20 μοίρες. Διαφορετικά, θα πρέπει να γίνει διόρθωση θερμοκρασίας στα αποτελέσματα της μέτρησης. Όταν υπερβαίνει τις 20 μοίρες, προσθέστε τον αριθμό διόρθωσης. όταν είναι χαμηλότερη από 20 μοίρες, αφαιρέστε τον αριθμό διόρθωσης
