Hoe de brekingsindex te meten
Wanneer licht medium B binnenkomt vanuit medium A, als medium A een hydrofobe substantie is voor medium B, dat wil zeggen 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.
Om de waarde te meten, past de Abbe-refractometer de "halflicht-halfdonker"-methode toe, wat inhoudt dat het monochromatische licht het medium B binnenkomt vanuit het medium A vanuit alle hoeken van 0-90 graden, op deze keer is de hele kritische hoek in het medium B licht gaat door alle gebieden, dus het is helder; terwijl alle gebieden buiten de kritische hoek geen licht doorlaten, dus het is donker en de grens tussen de lichte en donkere gebieden is heel duidelijk. Als je met een oculair boven het medium B kijkt, zie je een halfdonker beeld met een heel duidelijke grens.
Het medium is anders, de kritische hoek is ook anders en de grenspositie van de lichte en donkere gebieden in het oculair is ook anders. Als er een "kruis"-lijn in het oculair is gegraveerd, verander dan de relatieve positie van het medium B en het oculair, zodat elke keer de grens tussen de lichte en donkere gebieden altijd samenvalt met het snijpunt van de "kruislijn", door te meten zijn relatieve positie (hoek) en na conversie kan de brekingsindex worden verkregen. De aflezing die op de schaal van de Abbe-refractometer is gegraveerd, is de omgerekende brekingsindex, zodat deze direct kan worden afgelezen. Tegelijkertijd heeft de Abbe-refractometer een dispersie-eliminerend apparaat, zodat hij direct zonlicht kan gebruiken, en de gemeten getallen zijn dezelfde als die gemeten door natriumlicht. Dit zijn de voordelen van de Abbe refractometer.
Hoe de Abbe-refractometer te gebruiken: sluit eerst de refractometer aan op de tank met constante temperatuur, scheid na constante temperatuur het rechthoekige prisma en veeg de bovenste en onderste spiegeloppervlakken voorzichtig af met een kleine hoeveelheid ethanol of aceton op zijde of lensreiniging papier. Voeg nadat de ethanol of aceton is verdampt een druppel gedestilleerd water toe aan de spiegel eronder, sluit het prisma en pas de spiegel aan om het gezichtsveld in de spiegel helder te maken.
Draai het prisma totdat er een grenslijn of een gekleurde lichtband in de spiegel verschijnt; als er een gekleurde lichtband verschijnt, past u de spreiding aan om de grens tussen licht en donker duidelijk te maken en draait u vervolgens het rechthoekige prisma zodat de grenslijn toevallig door het snijpunt van het "kruis" gaat. Noteer de meetwaarde en temperatuur, herhaal dit twee keer om de gemiddelde brekingsindex van zuiver water te meten en vergelijk deze met de standaardwaarde van zuiver water (=1.33299), de kalibratie-installatie van de refractometer kan worden verkregen en vervolgens de de brekingsindex van het te testen vloeistofmonster kan op dezelfde manier worden gemeten. De correctiewaarde is over het algemeen klein en als de waarde te groot is, moet het hele instrument opnieuw worden gekalibreerd. Bij het gebruik van de refractometer moet op de volgende punten worden gelet:
(1) Het meetbereik van Abbe loopt van 1,3000 tot 1,7000 en de nauwkeurigheid is ±0,0001; bij het meten moet erop worden gelet of de temperatuur van de isolatiemantel correct is. Als u tot ± 0,0001 wilt meten, moet de temperatuur worden geregeld binnen het bereik van ± 0,1 graad.
(2) Het instrument mag tijdens gebruik of opslag niet worden blootgesteld aan zonlicht en moet worden afgedekt met een zwarte doek wanneer het niet in gebruik is.
(3) Het prisma van de refractometer moet worden beschermd om krassen op het spiegeloppervlak te voorkomen. Bij het toevoegen van vloeistof mag het uiteinde van de druppelaar het prisma niet raken.
(4) Het spiegeloppervlak moet vóór elke druppel van het monster worden schoongemaakt; na gebruik moet het spiegeloppervlak ook worden gereinigd met aceton of 95 procent ethanol en moet het prisma na droging worden gesloten.
(5) Vloeistoffen die het prismaglas, het isolatiemetaal en de lijm daartussen aantasten of oplossen, moeten worden vermeden.
Tot slot moet erop worden gewezen dat de Abbe-refractometer niet kan worden gebruikt bij hogere temperaturen; het is moeilijk om vluchtige of waterabsorberende monsters te meten; daarnaast zijn de eisen aan de zuiverheid van de monsters ook hoog. Over het algemeen geldt dat wanneer de temperatuur met één graad stijgt, de brekingsindex van de vloeibare organische verbinding afneemt met 3,5×10-4—5,5×10-4. Sommige vloeistoffen, vooral wanneer de temperatuur waarvan de brekingsindex moet worden verkregen, dicht bij het kookpunt ligt, hebben een temperatuurcoëfficiënt tot 7×10-4. In de praktijk wordt de brekingsindex gemeten bij een bepaalde temperatuur vaak omgezet in de brekingsindex bij een andere temperatuur. Voor het gemak van de berekening wordt over het algemeen 4,5×10-4 gebruikt als de temperatuurveranderingsconstante. De waarde die door deze ruwe berekening wordt verkregen, kan een kleine fout bevatten, maar het is een referentiewaarde. Met andere woorden, de brekingsindex neemt af naarmate de temperatuur stijgt, en de brekingsindex verandert met ongeveer 0.00045 voor elke verandering van 1 graad Celsius. We kunnen de brekingsindex, gecorrigeerd tot 20 graden, berekenen met de volgende formule: nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 degree )
waarbij nD(t) de experimenteel gemeten brekingsindex is bij temperatuur t. Hieruit blijkt dat wanneer de experimentele temperatuur hoger is dan 20 graden, nD(20) groter is dan nD(t); terwijl wanneer de experimentele temperatuur lager is dan 20 graden, nD(20) kleiner is dan nD(t).
Voorbeeld: Gegeven nD(t) =1.3667, t=25.2 graad , bereken nD(20).
nD(t)=nD(20) - 0.00045(t-20 graden )
nD(20)=1.3667 plus 0,00045(25,2 graden -20 graden )
{{0}}.3667 plus 0,00045 × 5,2
=1.36904 Effect van lichtgolflengte
De brekingsindex van een stof varieert met de golflengte van het licht, waarbij langere golflengten een kleinere brekingsindex hebben en kortere golflengten een grotere brekingsindex. De lichtbron die voor de meting wordt gebruikt, is meestal wit licht. Wanneer het witte licht wordt gebroken door het prisma en de monstervloeistof, is de mate van breking ook anders vanwege de verschillende golflengten van elk kleurenlicht. Na breking wordt het ontleed in een verscheidenheid aan kleurenlichten. Dit fenomeen wordt dispersie genoemd. Door de verstrooiing van licht wordt de scheidslijn tussen licht en donker in het gezichtsveld onduidelijk, met meetfouten tot gevolg. Om dispersie te elimineren, is een dispersiecompensator geïnstalleerd aan het onderste uiteinde van de observatiebuis van de Abbe-refractometer.
Effect van temperatuur
De brekingsindex van een oplossing verandert met de temperatuur, de brekingsindex neemt af als de temperatuur stijgt en neemt toe als de temperatuur daalt. De schaal op de refractometer is gegraveerd bij de standaardtemperatuur van 20 graden. Daarom is het het beste om de brekingsindex te meten op 20 graden. Anders moet temperatuurcorrectie worden uitgevoerd op de meetresultaten. Voeg het correctienummer toe als het 20 graden overschrijdt; als het lager is dan 20 graden, trek dan het correctiegetal af
