и, добиваясь поворотом призмы мин. угла отклонения луча
(рис. 1, а), что имеет место при равенстве углов входа луча в призму
i1 и выхода из неё i2, вычисляют п по ф-ле
Рефрактометр (от лат. rei'ractus - преломлённый и греч. metreo - измеряю) - прибор для измерения показателей преломления га веществ (жидких, твёрдых, газообразных). Существует неск. видов Р., принцип действия к-рых основан на следующих методах: методе прямого измерения углов преломления света при прохождении им границы раздела двух сред; методе, основанном на явлении полного внутреннего отражения (ПВО) света; интерференц. методе (см. Интерференция света).
Для измерения п по углу преломления образцу из исследуемого материала
придают форму призмы с преломляющим углом
и, добиваясь поворотом призмы мин. угла отклонения луча
(рис. 1, а), что имеет место при равенстве углов входа луча в призму
i1 и выхода из неё i2, вычисляют п по ф-ле
Для определения этим методом п жидкости её заливают в тонкостенную
призматич. кювету или в призматич. выемку в материале с известным показателем
преломления N (рис. 1, б). При
и
величина
п жидкости связана с измеряемым углом выхода
соотношением
Рис. 1. Схема измерения п по углу преломления.
Рис. 2. Схема измерения п с использованием явления полного внутреннего отражения.
Точность определения п этим методом ~10-5, минимально
измеряемые разности п двух веществ ~10-7. При использовании
для измерения п явления ПВО образец измеряемого материала приводится
в оптический контакт с эталонной призмой из материала с высоким
и заранее точно известным показателем преломления N (рис. 2). Свет
может направляться как со стороны образца, так и со стороны призмы. В обоих
случаях в определённом и очень узком интервале углов падения пучка лучей
на границу раздела образца и призмы в поле зрения наблюдательной зрительной
трубы появится граница, разделяющая тёмный и светлый участки поля и соответствующая
предельному, или критическому, углу падения луча: 1 - 1', 2 - 2' - ход
лучей при освещении со стороны исследуемого образца; 1 - 1' - предельный
луч, соответствующий углу
в материале призмы; 3 - 3', 4 - 4', 5 - 5' - ход лучей при освещении со
стороны призмы; 4 - 4' - предельный луч, при падении к-рого под углом
на границу раздела призмы и образца происходит ПВО; А и В - схематич.
изображения поля зрения наблюдат. трубы; п связан с измеряемым углом
между направлением предельного угла и нормалью к грани призмы ф-лой
где
- преломляющий
угол призмы. Точность метода, использующего ПВО, ~10-5. Примером?.,
основанного на ПВО, является Аббе рефрактометр.
В интерференц. методах разность
сравниваемых сред определяют по числу порядков интерференции лучей, прошедших
через эти среды. На рис. 3 дана схема, поясняющая принцип действия интерференц.
Р.
Рис. 3. Принцип действия интерференционного рефрактометра.
Две части светового луча, проходя через кюветы длиной l, заполненные
веществами с различными п, приобретают разность хода и, сведённые
вместе, дают интерференц. картину (схематически показана справа). Разность
, где
- длина волны света, k - число интерференц. порядков. Точность этих
методов достигает 10-7-10-8. Их применяют, напр.,
при измерениях п газов и разбавленных растворов. Примерами Р., основанных
на интерфоренц. методе, являются интерферометр Жамена, интерферометр
Рэлея.
Р. широко применяют в физ. химии для определения состава и структуры вещества, а также для контроля качества и состава разл. продуктов в хим., фармацевтич., пищевой и др. отраслях промышленности. Знание градиентов п позволяет производить расчёт градиентов плотности и концентрации. Р. используют при проверке однородности твёрдых образцов и жидкостей в аэро- и гидродинамич. исследованиях. Особое значение имеют Р. в оптич. промышленности, т. к. п и дисперсия стекла и др. оптич. материалов являются их важнейшими характеристиками.
М. В. Лейкин
|
|
 |
