Cómo medir el índice de refracción
Cuando la luz ingresa al medio B desde el medio A, si el medio A es una sustancia hidrófoba para el medio B, es decir, 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.
Para medir el valor, el refractómetro Abbe adopta el método de "mitad de luz y mitad de oscuridad", que consiste en dejar que la luz monocromática entre en el medio B desde el medio A desde todos los ángulos de 0-90 grado, en esta vez, todo el ángulo crítico en el medio B es La luz pasa por todas las áreas, por lo que es brillante; mientras que todas las áreas fuera del ángulo crítico no dejan pasar la luz, por lo que está oscuro, y el límite entre las áreas claras y oscuras es muy claro. Si observa con un ocular por encima del medio B, puede ver una imagen semioscura con un límite muy claro.
El medio es diferente, el ángulo crítico también es diferente y la posición límite de las áreas claras y oscuras en el ocular también es diferente. Si se graba una línea de "cruz" en el ocular, cambie la posición relativa del medio B y el ocular, de modo que cada vez que el límite entre las áreas claras y oscuras siempre coincida con la intersección de la "línea de cruz", midiendo su posición relativa (Ángulo) y después de la conversión, se puede obtener el índice de refracción. La lectura grabada en la escala del refractómetro Abbe es el índice de refracción convertido, por lo que se puede leer directamente. Al mismo tiempo, el refractómetro Abbe tiene un dispositivo de eliminación de dispersión, por lo que puede usar directamente la luz solar y los números medidos son los mismos que los medidos con luz de sodio. Estas son las ventajas del refractómetro Abbe.
Cómo usar el refractómetro Abbe: primero conecte el refractómetro al tanque de temperatura constante, después de la temperatura constante, separe el prisma de ángulo recto y limpie suavemente las superficies superior e inferior del espejo con una pequeña cantidad de etanol o acetona en seda o limpieza de lentes papel. Después de que se evapore el etanol o la acetona, agregue una gota de agua destilada al espejo de abajo, cierre el prisma y ajuste el espejo para que el campo de visión dentro del espejo sea brillante.
Gire el prisma hasta que aparezca una línea límite o una banda de luz de color en el espejo; si aparece una banda de luz de color, ajuste la dispersión para aclarar el límite entre la luz y la oscuridad, y luego gire el prisma de ángulo recto para que la línea del límite pase por la intersección de la "cruz". Registre la lectura y la temperatura, repita dos veces para medir el índice de refracción promedio del agua pura y compárelo con el valor estándar del agua pura (=1.33299), se puede obtener la planta de calibración del refractómetro y luego el El índice de refracción de la muestra líquida a analizar se puede medir de la misma manera. El valor de corrección es generalmente pequeño, y si el valor es demasiado grande, se debe recalibrar todo el instrumento. Se debe prestar atención a los siguientes puntos al usar el refractómetro:
(1) El rango de medición de Abbe es de 1,3000 a 1,7000 y la precisión es de ±0,0001; al medir, se debe prestar atención a si la temperatura de la cubierta aislante es correcta. Si desea medir hasta ±0,0001, la temperatura debe controlarse dentro del rango de ±0,1 grados.
(2) El instrumento no debe exponerse a la luz solar durante su uso o almacenamiento, y debe cubrirse con un paño negro cuando no esté en uso.
(3) El prisma del refractómetro debe protegerse para evitar rayones en la superficie del espejo. Al agregar líquido, el extremo del gotero no debe tocar el prisma.
(4) La superficie del espejo debe limpiarse antes de cada gota de la muestra; después del uso, la superficie del espejo también debe limpiarse con acetona o etanol al 95 por ciento, y el prisma debe cerrarse después del secado.
(5) Deben evitarse los líquidos que corroen o disuelven el vidrio del prisma, el metal aislante y el adhesivo entre ellos.
Finalmente, cabe señalar que el refractómetro de Abbe no se puede utilizar a temperaturas más altas; es difícil medir muestras volátiles o absorbentes de agua; además, los requisitos de pureza de las muestras también son elevados. En términos generales, cuando la temperatura aumenta un grado, el índice de refracción del compuesto orgánico líquido disminuye en 3,5×10-4—5,5×10-4. Algunos líquidos, especialmente cuando la temperatura cuyo índice de refracción se quiere obtener está cerca de su punto de ebullición, tienen un coeficiente de temperatura de hasta 7×10-4. En el trabajo práctico, el índice de refracción medido a cierta temperatura se convierte a menudo en el índice de refracción a otra temperatura. Para facilitar el cálculo, generalmente se utiliza 4,5 × 10-4 como constante de cambio de temperatura. El valor obtenido por este cálculo aproximado puede tener un ligero error, pero es un valor de referencia. En otras palabras, el índice de refracción disminuye con el aumento de la temperatura, y el índice de refracción cambia aproximadamente 0.00045 por cada cambio de 1 grado Celsius. Podemos calcular el índice de refracción corregido a 20 grados mediante la siguiente fórmula: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grados )
donde nD(t) es el índice de refracción medido experimentalmente a la temperatura t. Esto muestra que cuando la temperatura experimental es superior a 20 grados, nD(20) es mayor que nD(t); mientras que cuando la temperatura experimental es inferior a 20 grados, nD(20) es menor que nD(t).
Ejemplo: Dado nD(t) =1.3667, t=25.2 grados, calcule nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 grados )
nD(20)=1.3667 más 0.00045(25.2 grado -20 grado )
{{0}}.3667 más 0.00045 × 5.2
=1.36904 Efecto de la longitud de onda de la luz
El índice de refracción de una sustancia varía con la longitud de onda de la luz, las longitudes de onda más largas tienen un índice de refracción más pequeño y las longitudes de onda más cortas tienen un índice de refracción más grande. La fuente de luz utilizada para la medición suele ser luz blanca. Cuando la luz blanca es refractada por el prisma y el líquido de muestra, debido a las diferentes longitudes de onda de cada luz de color, el grado de refracción también es diferente. Después de la refracción, se descompone en una variedad de luces de colores. Este fenómeno se llama dispersión. La dispersión de la luz hará que la línea divisoria entre la luz y la oscuridad en el campo de visión no sea clara, lo que provocará errores de medición. Para eliminar la dispersión, se instala un compensador de dispersión en el extremo inferior del tubo de observación del refractómetro Abbe.
Efecto de la temperatura
El índice de refracción de una solución cambia con la temperatura, el índice de refracción disminuye a medida que aumenta la temperatura y aumenta a medida que la temperatura disminuye. La escala del refractómetro está grabada a la temperatura estándar de 20 grados. Por lo tanto, es mejor medir el índice de refracción a 20 grados. De lo contrario, se debe realizar la corrección de temperatura en los resultados de la medición. Cuando exceda los 20 grados, agregue el número de corrección; cuando es inferior a 20 grados, resta el número de corrección
