Anàlisi del principi de funcionament del refractòmetre Abbe
Els refractòmetres es dissenyen basant-se en aquest principi. La figura {{0}} és un diagrama esquemàtic de l'estructura de l'instrument. Les seves parts principals són dos prismes d'angle recte PI i PII. Hi ha un buit d'aproximadament 0,1 a 0,15 mm entre la superfície rugosa del prisma PI i el mirall pla òptic AD de PII, que s'utilitza per contenir el líquid a mesurar i per formar un buit entre PI i PII. capa fina. Després que la llum entri al prisma PI des del reflector, es difon perquè la superfície és de vidre esmerilat rugós i travessa el líquid mesurat a la bretxa des de diversos angles; entra al prisma PII. Com sabem abans, la llum que entra al prisma PII des de totes les direccions Tots els raigs de llum es refracten i els seus angles de refracció es troben dins de l'angle crític rc (perquè l'índex de refracció del prisma és més gran que l'índex de refracció del líquid, tota la llum els raigs amb angles incidents de a a es poden refractar a través del prisma). La llum amb l'angle crític rc travessa el prisma PII i colpeja l'ocular. En aquest moment, si el punt de mira de l'ocular s'ajusta a la posició adequada, veureu mitja llum i meitat foscor a l'ocular.
Es pot demostrar a partir del principi de l'òptica geomètrica que la relació entre l'índex de refracció n del líquid a la bretxa i rc és:
n líquid=sinB
B és una constant per a un prisma determinat, i el prisma n també és un valor constant a una temperatura constant. Així, l'índex de refracció n líquid d'un líquid és funció de l'angle rc. L'índex de refracció del líquid es pot calcular a partir de rc. La lectura rc s'ha convertit en el valor de n líquid al refractòmetre i el valor de n líquid es pot llegir directament.
En condicions especificades, l'índex de refracció d'un líquid varia en funció de la longitud d'ona de la llum monocromàtica utilitzada. Si s'utilitza llum blanca ordinària com a font de llum, apareixeran bandes de llum de colors al límit entre la llum i la foscor a causa de la dispersió, fent que el límit entre la llum i la foscor no sigui clar. Per utilitzar la llum blanca com a font de llum, s'instal·len a l'instrument dos prismes "Amici" formats per tres prismes cadascun com a prismes de compensació (el prisma "Amici" superior es pot girar) per ajustar les seves posicions relatives. , quan s'orienta correctament, la llum dispersa que surt del prisma refractant inferior es pot tornar a convertir en llum blanca, eliminant les bandes de color i fent que el límit entre la llum i la foscor sigui clar. En aquest moment, l'índex de refracció mesurat amb llum blanca és equivalent a l'índex de refracció nD mesurat amb la línia D de llum de sodi (longitud d'ona 5890 nm).
L'índex de refracció és una de les constants característiques de la matèria, i el seu valor està relacionat amb la temperatura, la pressió i la longitud d'ona de la font de llum. El símbol es refereix a l'índex de refracció de la substància quan s'utilitza la línia D de llum de sodi com a font de llum. La temperatura té un efecte sobre l'índex de refracció. Quan augmenta la temperatura de la majoria de substàncies orgàniques líquides, l'índex de refracció disminueix a , mentre que la relació entre l'índex de refracció dels sòlids i la temperatura és irregular i generalment no supera . Normalment, els canvis en la pressió atmosfèrica tenen poc efecte sobre el valor numèric de l'índex de refracció, de manera que l'efecte de la pressió només es considera en treballs molt precís.
