Описание установки. Оптические приборы, предназначенные для измерения показателя преломления вещества, называют рефрактометрами

Оптические приборы, предназначенные для измерения показателя преломления вещества, называют рефрактометрами.

Универсальный рефрактометр лабораторный УРЛ-1 предназначен для определения показателя преломления жидких и твердых веществ; их средней дисперсии; для определения концентрации водный, спиртовых, эфирных и других растворов; концентраций белка в сыворотке крови.

В основу работы рефрактометра положен метод определения показателя преломления исследуемого вещества по предельному углу преломления (метод скользящего луча) или полного внутреннего отражения для непрозрачных веществ.

В первом случае пучок света от источника направляется на грань призмы 4 АВ (рис. 4), во втором случае на грань призмы 5. На приборе исследуются вещества, показатель преломления которых меньше показателя преломления измерительной призмы. Показатель преломления прозрачных жидкостей определяют в проходящем свете. Каплю исследуемой жидкости помещают между двумя гипотенузными гранями призмы — осветительной 4 и измерительной 5 (рис. 4). Гипотенузная грань измерительной призмы отполирована, а осветительной — матовая. Вследствие рассеяния света матовой поверхностью в исследуемый раствор входят лучи различных направлений. Далее они проходят тонкий слой раствора и падают на грань измерительной призмы 5. Так как показатель преломления раствора меньше показателя преломления стенки измерительной призмы 5, то лучи всех направлений, преломившись на границе жидкость-стекло, войдут в призму 5.

С увеличением угла падения q^/ угол преломления q также увеличивается, достигая максимального значения при угле падения q^/ = 90^о, т.е., когда падающий луч скользит по поверхности грани DE. Тогда, подставляя значения q = 90^о в формулу (5), получим:

(8)

где n₂ — показатель преломления исследуемого вещества, n₁ — показатель преломления стекла, из которого изготовлена измерительная призма, Q - предельный угол преломления.

Лучи предельные и преломленные под различными углами, вышедшие затем из измерительной призмы через грань FE под углом j, фокусируются объективом О^/ зрительной трубы, образуя светлую и темную часть поля, разделенного прямой границей. Границей светотени являются предельные лучи. По указанной границе и производится отсчет показаний коэффициента преломления или процентного содержания концентрации раствора.

Рис.5.

Оптическая схема рефрактометра показана на рис. 5. Лучи от источника света 1 направляются на конденсор 2, 3, с помощью которого формируется пучок параллельных лучей, направляемый на осветительную 4 и измерительную 5 призмы. Затем лучи попадают на призмы 6 прямого зрения (Амичи), выполняющие роль компенсатора — оптического устройства, позволяющего установить окрашенность границы раздела света и тени, возникающей вследствие дисперсии белого света на призмах 4 и 5; получить более резкую указанную границу раздела и пропустить монохроматический свет с l = 589,3 мкм, соответствующий желтой линии натрия, без отклонений в призмах Амичи. С помощью поворотной призмы 7 свет направляется на объектив зрительной трубы 8, затем на сетку 9, шкалу 10 и попадает в окуляр зрительной трубы 11, 12. В общей фокальной плоскости объектива и окуляра зрительной трубы находится сетка 8, на которую нанесена визирная линия или крест, образованный тонкими линиями (рис. 6).

Перемещая зрительную трубу, добиваются совпадения визирной линии с границей раздела света и тени и по шкале определяют показатель преломления исследуемой жидкости. В некоторых рефрактометрах, выпускаемых в настоящее время, зрительная труба укреплена неподвижно, а система измерительных призм может поворачиваться. Общий вид рефрактометра показан на рис. 7. Основными его узлами являются: основание — 1, корпус — 2, камера нижняя — 3, осветитель — 4, термометр — 5, камера верхняя — 6, лимб компенсации дисперсии — 7, шкала — 9, окуляр — 10, рукоятка — 11, шнур с вилкой — 12, механизм настроечный — 14. На корпусе расположено отверстие, закрытое пробкой 8, служащее для ввода ключа 13 с целью установки нуль-пункта.

Дата добавления: 2014-01-04