Kako izmeriti lomni količnik
Ko svetloba vstopi v medij B iz medija A, če je medij A hidrofobna snov v medij B, to je 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.
Za merjenje vrednosti uporablja refraktometer Abbe metodo "polsvetlobe in poltemnosti", ki omogoča, da monokromatska svetloba vstopi v medij B iz medija A iz vseh kotov 0-90 stopinj, pri tokrat je celoten kritični kot v mediju B Svetloba prehaja skozi vsa področja, zato je svetel; medtem ko vsa področja zunaj kritičnega kota ne prepuščajo svetlobe, zato je temno, meja med svetlimi in temnimi območji pa je zelo jasna. Če opazujete z okularjem nad medijem B, lahko vidite poltemno sliko z zelo jasno mejo.
Medij je drugačen, drugačen je tudi kritični kot, drugačen je tudi položaj meje svetlih in temnih območij v okularju. Če je v okular vgravirana "prečna" črta, spremenite relativni položaj medija B in okularja, tako da bo meja med svetlimi in temnimi območji vedno sovpadala s presečiščem "prečne črte" z merjenjem njegov relativni položaj ( kot) in po pretvorbi je mogoče pridobiti lomni količnik. Odčitek, vgraviran na lestvici refraktometra Abbe, je pretvorjeni lomni količnik, tako da ga je mogoče odčitati neposredno. Hkrati ima refraktometer Abbe napravo za odstranjevanje disperzije, tako da lahko neposredno uporablja sončno svetlobo, izmerjene številke pa so enake tistim, izmerjenim z natrijevo svetlobo. To so prednosti refraktometra Abbe.
Kako uporabljati refraktometer Abbe: najprej priključite refraktometer na posodo s konstantno temperaturo, po konstantni temperaturi ločite pravokotno prizmo in nežno obrišite zgornjo in spodnjo zrcalno površino z majhno količino etanola ali acetona na čistilu za svilo ali leče papir. Ko etanol ali aceton izhlapi, dodajte kapljico destilirane vode v spodnje ogledalo, zaprite prizmo in prilagodite ogledalo, da bo vidno polje znotraj ogledala svetlo.
Obračajte prizmo, dokler se v zrcalu ne pojavi mejna črta ali barvni svetlobni trak; če se pojavi barvni svetel pas, prilagodite disperzijo, da bo meja med svetlim in temnim jasna, nato pa obrnite pravokotno prizmo tako, da bo mejna črta slučajno potekala skozi presečišče "križa". Zabeležite odčitek in temperaturo, ponovite dvakrat, da izmerite povprečni lomni količnik čiste vode in ga primerjate s standardno vrednostjo čiste vode (=1.33299), dobite lahko kalibracijsko napravo refraktometra in nato lomni količnik tekočega vzorca, ki ga je treba testirati, je mogoče izmeriti na enak način. Korekcijska vrednost je na splošno majhna in če je vrednost prevelika, je treba ponovno umeriti celoten instrument. Pri uporabi refraktometra je treba biti pozoren na naslednje točke:
(1) Abbejevo merilno območje je od 1,3000 do 1,7000, natančnost pa je ±0,0001; pri merjenju je treba paziti, ali je temperatura izolacijskega plašča pravilna. Če želite meriti do ±0,0001, je treba temperaturo nadzorovati v območju ±0,1 stopinje.
(2) Instrument med uporabo ali shranjevanjem ne sme biti izpostavljen sončni svetlobi in mora biti pokrit s črno tkanino, ko ni v uporabi.
(3) Prizma refraktometra mora biti zaščitena, da ne pride do prask na površini ogledala. Pri dodajanju tekočine se konec kapalke ne sme dotikati prizme.
(4) Zrcalno površino je treba očistiti pred vsako kapljico vzorca; po uporabi zrcalno površino očistimo tudi z acetonom ali 95-odstotnim etanolom, po sušenju pa prizmo zapremo.
(5) Izogibati se je treba tekočinam, ki razjedajo ali raztopijo steklo prizme, izolacijsko kovino in lepilo med njimi.
Nazadnje je treba poudariti, da refraktometra Abbe ni mogoče uporabljati pri višjih temperaturah; težko je izmeriti hlapne vzorce ali vzorce, ki absorbirajo vodo; poleg tega so visoke tudi zahteve glede čistosti vzorcev. Na splošno, ko se temperatura poveča za eno stopinjo, se lomni količnik tekoče organske spojine zmanjša za 3,5×10-4—5,5×10-4. Nekatere tekočine imajo temperaturni koeficient do 7×10-4, zlasti kadar je temperatura, katere lomni količnik je treba doseči, blizu njenega vrelišča. Pri praktičnem delu lomni količnik, izmerjen pri določeni temperaturi, pogosto pretvorimo v lomni količnik pri drugi temperaturi. Za lažji izračun se kot konstanta spremembe temperature običajno uporablja 4,5×10-4. Vrednost, dobljena s tem grobim izračunom, ima lahko rahlo napako, vendar je referenčna vrednost. Z drugimi besedami, lomni količnik se zmanjšuje s povišanjem temperature in se spremeni za približno 0,00045 za vsako spremembo 1 stopinje Celzija. Lomni količnik, popravljen na 20 stopinj, lahko izračunamo po naslednji formuli: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 stopinj )
kjer je nD(t) eksperimentalno izmerjen lomni količnik pri temperaturi t. To kaže, da ko je eksperimentalna temperatura višja od 20 stopinj, je nD(20) večji od nD(t); ko je eksperimentalna temperatura nižja od 20 stopinj, je nD(20) manjši od nD(t).
Primer: podano je nD(t) =1.3667, t=25.2 stopinja, izračunajte nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 stopinja )
nD(20)=1.3667 plus 0,00045(25,2 stopinje -20 stopinje )
{{0}}.3667 plus 0,00045 × 5,2
=1.36904 Učinek valovne dolžine svetlobe
Lomni količnik snovi se spreminja glede na valovno dolžino svetlobe, pri čemer imajo daljše valovne dolžine manjši lomni količnik, krajše valovne dolžine pa večji. Vir svetlobe, ki se uporablja za merjenje, je običajno bela svetloba. Ko se bela svetloba lomi s prizmom in vzorčno tekočino, je zaradi različnih valovnih dolžin posamezne barvne svetlobe različna tudi stopnja loma. Po lomu se razgradi na različne barvne luči. Ta pojav imenujemo disperzija. Zaradi disperzije svetlobe bo ločnica med svetlobo in temo v vidnem polju nejasna, kar bo povzročilo napake pri merjenju. Da bi odpravili disperzijo, je na spodnjem koncu opazovalne cevi Abbejevega refraktometra nameščen kompenzator disperzije.
Vpliv temperature
Indeks loma raztopine se spreminja s temperaturo, lomni količnik se z dvigom temperature zmanjšuje in z nižanjem temperature narašča. Skala na refraktometru je vgravirana pri standardni temperaturi 20 stopinj. Zato je najbolje meriti lomni količnik pri 20 stopinjah. V nasprotnem primeru je treba na rezultatih meritev izvesti korekcijo temperature. Ko preseže 20 stopinj, dodajte korekcijsko številko; ko je nižja od 20 stopinj, odštejte korekcijsko številko
