Что такое рефрактометр Аббе?

Что такое рефрактометр Аббе?

Рефрактометр Аббе — это устройство, используемое для измерения показателя преломления материала с использованием метода критического угла. По внешнему виду он напоминает микроскоп, а измерения производятся визуально через окуляр. Этот прибор необходим производителям оптического оборудования, поскольку он позволяет им оценивать оптические материалы, такие как оптическая пленка и оптическое стекло.

Применение рефрактометров Аббе

Рефрактометр Аббе используется для определения показателя преломления различных образцов, включая жидкости, твердые тела и пленки. Это измерение имеет решающее значение для оценки оптических характеристик таких материалов, как пленки, стекло, линзы и многое другое. Он широко используется в производственных и аналитических компаниях.

Кроме того, принцип рефрактометра также применяется в ручных сахаромерах, позволяя измерять концентрацию сахарозы в образцах для оценки сладости овощей и фруктов.

Принцип рефрактометров Аббе

Рефрактометр Аббе, напоминающий микроскоп, используется путем помещения образца на призму. Глядя через окуляр, можно наблюдать свет, излучаемый призмой, и его яркость или темноту. Поскольку показатель преломления зависит от температуры, некоторые призмы имеют термостатическую систему циркуляции воды для контроля температуры.

Когда свет распространяется из среды с более высоким показателем преломления в среду с более низким показателем преломления, происходит полное внутреннее отражение, если угол падения превышает критический угол. Этот критический угол является минимальным углом падения, при котором происходит полное внутреннее отражение. Когда образец помещается на призму с более высоким показателем преломления, чем у образца, и свет направляется на границу между призмой и образцом, свет, падающий параллельно граничной поверхности, будет преломляться под критическим углом.

Наблюдая за светом, испускаемым призмой, можно определить контраст в интенсивности света между областями выше и ниже критического угла, что позволяет определить показатель преломления образца. Точнее, показатель преломления можно рассчитать на основе таких факторов, как критический угол, угол испускания света призмой, угол вершины призмы и показатель преломления призмы.

Дополнительная информация о рефрактометрах Аббе

1. Как измерять твердые тела

Хотя некоторые модели рефрактометров Аббе могут измерять показатели преломления твердых тел, точное измерение твердых тел требует внимания к деталям. Неровные поверхности контакта с призмой могут привести к ошибкам измерения. Поэтому при измерении твердых тел может потребоваться правильная подготовка образца и использование промежуточной жидкости.

Процесс измерения твердых образцов включает:

1. Выравнивание поверхности твердого образца, как правило, путем опиливания, чтобы обеспечить его контакт с поверхностью призмы рефрактометра Аббе. Если твердое вещество находится в форме порошка, необходимо равномерное измельчение.
2. Нанесение промежуточной жидкости на полированную поверхность твердого образца. Промежуточные жидкости заполняют зазор между поверхностью призмы и образцом. Варианты включают монобромнафталин, анисовое масло и метилсалицилат.
3. Помещение твердого образца таким образом, чтобы полированная поверхность соприкасалась с поверхностью призмы. Необходимо обеспечить стабильность температуры, а измерения следует повторить для проверки согласованности из-за возросшей вероятности ошибок при измерениях твердого образца.

2. Длина волны рефрактометров Аббе

Рефрактометры Аббе обычно измеряют показатели преломления, используя линию D спектра натрия со средней длиной волны 589,3 нм. Однако некоторые модели позволяют регулировать длину волны в пределах видимого или инфракрасного спектра, расширяя диапазон измерений. Эта функция может предоставить более полную информацию, чем использование только спектра натрия.

Изменение длины волны источника света может быть достигнуто с помощью таких методов, как использование оптического фильтра для передачи определенных длин волн или использование возбуждающего элемента, отличного от натрия (например, ртути или кадмия). Измерения показателя преломления на разных длинах волн дают ценные данные, поскольку кривая, представляющая показатель преломления в зависимости от формы длины волны, меняется в зависимости от вещества, что позволяет идентифицировать вещество и обнаруживать примеси.

Более того, измерение показателя преломления на нескольких длинах волн весьма эффективно при разработке материалов и контроле качества, особенно для материалов, где показатель преломления является критическим параметром.